NTP對(duì)柴油機(jī)顆粒排放中SOF組分的影響

1.46萬(wàn)字 32頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


目錄
第一章 緒論 7
1.1前言 7
1.2柴油機(jī)排放污染物的形成機(jī)理及危害 7
1.2.1 顆粒物形成機(jī)理 7
1.2.2 PM組分及其危害 8
1.3各國(guó)柴油機(jī)排放法規(guī) 8
1.4柴油機(jī)PM排放控制技術(shù) 9
1.5 NTP與SOF作用機(jī)理 10
1.6本文研究的內(nèi)容 11
第二章 介質(zhì)阻擋放電理論及放電特性的研究 12
2.1等離子體的定義和分類 12
2.1.1等離子體的定義 12
2.1.2等離子體的分類 12
2.2 NTP產(chǎn)生方法 13
2.2.1電暈放電 13
2.2.2 DBD 13
2.3 DBD的放電原理 14
2.3.1 DBD的結(jié)構(gòu)形式 14
2.3.2 DBD放電原理 15
2.4 NTP發(fā)生器放電特性的研究 16
2.4.1線管式NTP反應(yīng)器設(shè)計(jì) 16
2.4.2試驗(yàn)原理 17
2.5本章小結(jié) 18
第三章 SOF組分研究 19
3.1 SOF定義 19
3.2 SOF組分 19
3.2.1 SOF中烷烴分析 19
3.2.2 芳香烴的生成規(guī)律 20
3.4本章小結(jié) 21
第四章 臺(tái)架實(shí)驗(yàn)研究 21
4.1概述 21
4.2實(shí)驗(yàn)研究 22
4.2.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 22
4.2.2 SOF組分分離及GC-MS分析測(cè)試條件 22
4.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 23
4.4本章小結(jié) 27
第五章 總結(jié)與展望 29
5.1全文總結(jié) 29
5.2工作展望 29
致謝 30


摘要
柴油機(jī)以低油耗、高功率和耐久性的優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛地應(yīng)用，然而與同功率的汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的顆粒物（particulate matter，PM）排放較高，是汽油機(jī)的30～100倍，對(duì)人類的健康構(gòu)成很大的威脅，誘發(fā)癌變。柴油機(jī)PM的化學(xué)成分可分為兩大類：一類是不可溶性有機(jī)組分（insoluble organic fraction，IOF），主要由碳煙和硫酸鹽等物質(zhì)組成，約占PM排放的69%；另一類是可溶性有機(jī)成分（soluble organic fraction，SOF）。 為了減少PM的排放，世界各國(guó)都制定了嚴(yán)格的排放法規(guī)，越來(lái)越先進(jìn)的后處理技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。本文基于介質(zhì)阻擋放電（DBD）理論，設(shè)計(jì)了一套低溫等離子體（NTP）發(fā)生器，并對(duì)NTP發(fā)生器的放電參數(shù)進(jìn)行了研究。通過(guò)柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)探究NTP對(duì)柴油機(jī)顆粒排放中SOF組分的影響，實(shí)驗(yàn)采用索氏萃取法分離出SOF，通過(guò)GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用分析SOF組分，得到相應(yīng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。本文主要開(kāi)展了以下方面的研究。
（1）基于DBD理論，設(shè)計(jì)了一套NTP發(fā)生器，利用Q-V Lissajous圖形法測(cè)
量放電功率，通過(guò)示波器對(duì)NTP發(fā)生器的放電參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
（2）通過(guò)索氏萃取法分離出SOF，通過(guò)GC-MS氣質(zhì)聯(lián)用分析SOF組分，得到結(jié)果如下：a.NTP處理前后，SOF組分烷烴類、醇類、甲酚、苯酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)發(fā)生變化，兩類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較大，烷烴類物質(zhì)明顯減少，苯酚類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高。b.NTP處理前后SOF中高C原子數(shù)目降低，低碳原子數(shù)目升高。
（3）通過(guò)柴油機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，在其他條件不變的情況下，研究了NTP作用下，不同工況SOF各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，發(fā)現(xiàn)在10%工況下，烷烴類質(zhì)量分?jǐn)?shù)由42.57%減少到14.49%，苯酚類由48.99%增加到64.38%50%工況下，烷烴類質(zhì)量分?jǐn)?shù)由25.87%減少到19.72%，苯酚類質(zhì)量分?jǐn)?shù)由39.91%增加到67.78%。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；顆粒物；低溫等離子體；可溶性有機(jī)成分