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      降低柴油機炭黑顆粒及有害氣體的方法

      2015年09月28日

      一、柴油機微粒捕集器

      柴油機微粒捕集器(DPF)是最有效的柴油機排放控制裝置,可往除全部基礎碳煙微粒(超過99%的微粒)與大部份有機碳。超過15萬輛的重型車輛加裝了微粒捕集器。它們最適合1992型及更新的發動機,但也可用于一些經適當系統設計和使用適當系統應用策略的老式的發動機。
      DPF(柴油機微粒捕集器)的示意圖。蜂窩狀的結構與DOC相似只是進口與相鄰出口被交互堵塞以形成廢氣濾清。催化劑加在捕集器上或捕集器前的DOC上使微粒捕集器被動的再生這樣通過催化轉化器形成的N02不斷對碳煙(Soot)進行氧化。假如在超過一半的時間內排放物溫度持續高于250℃,則通常會發生這種現象。這種微粒捕集器通常要求燃油的硫含量低于30ppm。在柴油機燃油燃燒器或電加熱器中,可選擇一種用來將碳煙加熱至氧化溫度。大多數有補充加熱器的系統不用催化劑,所以它們可用于含硫量更高的燃油。DPF系統還可用作消聲器,用于每輛車的本錢為2500~6000美元。由于微粒捕集器還能截留再生過程中所不能燒掉的無機灰(大部份來自機油),所以有時需將微粒捕集器從車輛中取出吹干凈。根據潤滑油的消耗和潤滑油灰的組成,捕集器的再生時間從城市大客車的8萬km到長途運輸貨車的40萬km不等。
      假如系統中有催化涂層,DPF往除PM、CO與HC的功效非常明顯。圖4對現代柴油機所安裝的柴油機微粒捕集器與柴油機氧化催化轉化器的性能進行比較。微粒捕集器能往除超過90%的PM與HC以及幾乎全部CO。DOC往除35%的PM、75%的HC及約80%的CO。
      二、本錢有效性

      用DOC或DPF對現有的車輛進行改裝從本錢有效性看非常不錯,可以以為是柴油機車輛清潔化的首選措施。為說明本錢有效性,假設一輛7L排量的1985型柴油機大客車的排放量約為1g/kmPM,每年行駛50000km。在該大客車上安裝一個DOC會花費700美元,但將往除50%或更多的PM。這樣,每年往除每噸PM的本錢低于28美元。假如該柴油機由一臺價格約為15000美元的新的自然氣發動機來取代,而且97%的PM被往除掉,則每年往除每噸PM的本錢為306美元。用另一個角度看,同樣的本錢,用DOC改裝可往除超過11倍的PM。在另一個例子中對于排放量為0.5g/kmPM的1995型柴油機大客車來說,增添90%效率柴油機微粒捕集器會花費5000美元,但自然氣發動機的價格是15000美元。DPF往除PM的本錢是222美元/t,而自然氣發動機的往除PM的本錢是618美元/t。上述例子表明花相同的錢,用DPF更新可取得2.8倍降低PM的效果。自然氣發動機與柴油機大客車都將變得很清潔,而對于某些有害物來說,柴油機大客車會更清潔些。

      來源:萍鄉市恒昌化工新材料有限公司
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      曾潔
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