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燃油催化微粒捕集器微粒捕集与强制再生特性的研究 被引量：24
1
作者 王天友 EricLim Khim Song +5 位作者 林漫群 张玉倩 刘大明 刘书亮 Dale Spencer Philip Collier 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期527-531,共5页
采用燃油催化再生微粒捕集器,对某排量为7.7 L柴油机的排放微粒进行捕集与强制再生。试验结果表明:在低排温工况下,随着微粒捕集器内微粒不断增加,微粒捕集器两端压差随捕集时间增加呈线性提高。燃油中加入的铁基催化剂可以降低碳粒燃... 采用燃油催化再生微粒捕集器,对某排量为7.7 L柴油机的排放微粒进行捕集与强制再生。试验结果表明:在低排温工况下,随着微粒捕集器内微粒不断增加,微粒捕集器两端压差随捕集时间增加呈线性提高。燃油中加入的铁基催化剂可以降低碳粒燃烧的温度,增加微粒捕集器的微粒储备能力,并能够有效再生。当燃油中无添加剂时,在特定工况下发动机运行19.5 h后,微粒捕集器的两端压差达到10 kPa,而有添加剂时则可延长到23.5 h。在排气温度为530℃的强制再生工况下,燃油中有添加剂,约需6 min可全部强制再生累积的微粒,而无添加剂则约用时14 min,且有添加剂时强制再生程度较高。微粒捕集器经500 h耐久试验后,在有添加剂情况下其两端压差达到15 kPa,发动机需在微粒累积工况下运转23 h,无添加剂需要18.5 h。按ESC排放测试,微粒捕集器对微粒的过滤效率达到80%以上,微粒排放为0.017 g/(kW.h),试验结果还发现微粒捕集器对CO、HC及NOx的排放没有影响。 展开更多
关键词 柴油机 燃油催化微粒捕集器 微粒排放 强制再生
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铈基燃油催化剂改善柴油机颗粒物捕集器再生效果 被引量：15
2
作者 刘少康 孙平 +2 位作者 刘军恒 嵇乾 吕俊翔 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期112-117,共6页
颗粒捕集器(diesel Particulate filter,DPF)是目前公认的最有效的柴油机排气颗粒物后处理装置,为了去除DPF内部沉积颗粒,实现DPF再生,采用提高排气温度或催化燃烧的方法来促进颗粒物燃烧。该文采用环烷酸铈溶剂作为燃油催化再生添加剂(... 颗粒捕集器(diesel Particulate filter,DPF)是目前公认的最有效的柴油机排气颗粒物后处理装置,为了去除DPF内部沉积颗粒,实现DPF再生,采用提高排气温度或催化燃烧的方法来促进颗粒物燃烧。该文采用环烷酸铈溶剂作为燃油催化再生添加剂(fuel borne catalyst,FBC),对柴油机DPF的再生平衡温度、压降特性和燃烧灰烬等进行试验研究。试验结果表明:DPF再生平衡温度因FBC的催化作用从500℃以上下降到约450℃,从而增加了颗粒捕集器的颗粒储备能力,并能够有效再生;柴油机燃油消耗率随着排气背压的增加而上升;燃用FBC测试燃油时DPF前后压差较纯柴油上升缓慢,其达到排气背压再生阀值的周期变长;同时,随再生次数的增多,再生后DPF的前后压差呈线性增加,捕集效率却逐渐提高。该文采用燃油添加剂可以明显降低颗粒的着火点。结合电加热装置,可有效提高DPF的再生效果,有效过滤柴油车尾气中的颗粒物,对柴油车尾气净化及环境保护具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 柴油机 排气 颗粒 燃油催化再生添加剂 颗粒捕集器 再生平衡点温度
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柴油机燃用Ce基FBC燃油颗粒物微观结构与化学分析 被引量：4
3
作者 刘军恒 孙平 +3 位作者 嵇乾 苏雯博 肖雪 姚肖华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期342-347,293,共7页
以环烷酸铈溶液作为燃油添加剂(FBC),依次按Ce元素质量比为50、100、150、300 mg/kg添加到柴油中,分别配制出F50、F100、F150和F300燃油。对共轨柴油机燃用铈基FBC燃油的燃烧颗粒,采用热重分析、气相色谱-质谱联用仪、扫描电镜和粒径分... 以环烷酸铈溶液作为燃油添加剂(FBC),依次按Ce元素质量比为50、100、150、300 mg/kg添加到柴油中,分别配制出F50、F100、F150和F300燃油。对共轨柴油机燃用铈基FBC燃油的燃烧颗粒,采用热重分析、气相色谱-质谱联用仪、扫描电镜和粒径分级采样的方法,研究了FBC燃油颗粒的氧化特性、可溶有机物组分(SOF)、粒径分布及微观结构。结果表明:随FBC掺混比的提高,颗粒物的氧化反应向着低温区域移动,含铈元素150 mg/kg时为最佳掺混比;与纯柴油颗粒相比,FBC颗粒的SOF中高碳原子数目下降,多环芳烃含量减少了49.2%;FBC颗粒粒径向着小粒径方向移动,核模态颗粒的数量浓度峰值增加了8.9%,而质量浓度峰值降低了14.5%;FBC颗粒物含有Ce元素质量分数为1.23%,其形貌为疏松多孔的海绵状,粘结程度明显降低。 展开更多
关键词 柴油机 颗粒捕集器 燃油添加剂 铈元素 微观结构
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铁基燃油添加剂对柴油机排气颗粒物理化特性的影响 被引量：3
4
作者 范义 刘军恒 +4 位作者 孙平 嵇乾 王玉梅 张琦 王永亮 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期384-392,M0009,共10页
在国Ⅴ标准0~#车用柴油中分别添加质量分数为150μg/g、300μg/g的铁基添加剂(Fe-FBC),制备Fe150和Fe300两种燃油,并基于发动机台架试验,采用颗粒采样分析仪进行排气颗粒采集。运用热重分析仪和扫描电镜研究颗粒物热解性质与微观形貌结... 在国Ⅴ标准0~#车用柴油中分别添加质量分数为150μg/g、300μg/g的铁基添加剂(Fe-FBC),制备Fe150和Fe300两种燃油,并基于发动机台架试验,采用颗粒采样分析仪进行排气颗粒采集。运用热重分析仪和扫描电镜研究颗粒物热解性质与微观形貌结构,采用傅里叶红外光谱仪和光电子能谱仪对颗粒表面官能团进行半定量分析。结果表明:在发动机额定工况下,加入Fe-FBC后排气颗粒干碳烟质量分数降低,氧化温度与表观活化能均有显著下降;相比于纯柴油燃烧颗粒物的积聚体形态,Fe300燃烧颗粒物的团聚程度变弱,存在较多的链状结构;颗粒表面官能团拥有较多的—OH键与C—H键,C—H键为饱和烃CH_3结构;颗粒微晶边缘碳原子更加混乱,石墨化程度降低,容易被氧化;Fe300燃烧颗粒物中C元素含量降低,O元素含量增加,Fe元素价态为+2和+3价,颗粒表面吸附有更多能与Fe元素相结合的含氧基团。 展开更多
关键词 碳烟颗粒 铁基燃油催化剂(Fe-FBC) 催化氧化 微观结构 表面官能团 金属元素
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铁基燃油添加剂对共轨柴油机燃烧与排放特性的影响 被引量：1
5
作者 张琦 孙平 +3 位作者 魏明亮 石坤鹏 嵇乾 刘军恒 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1047-1054,共8页
按Fe元素质量分数分别为200、400和600 mg/kg的比例将Fe基燃油添加剂(Fe-FBC)添加到柴油中,制备得到分别命名为Fe200、Fe400和Fe600的3种Fe-FBC燃油样品。基于热重实验平台在氧化氛围下对Fe-FBC燃油及其燃油颗粒进行热重特性研究,分析... 按Fe元素质量分数分别为200、400和600 mg/kg的比例将Fe基燃油添加剂(Fe-FBC)添加到柴油中,制备得到分别命名为Fe200、Fe400和Fe600的3种Fe-FBC燃油样品。基于热重实验平台在氧化氛围下对Fe-FBC燃油及其燃油颗粒进行热重特性研究,分析燃油中Fe含量与燃油特征温度的关系,研究Fe-FBC燃油的蒸发特性;探究Fe含量对颗粒氧化特性的影响,并计算颗粒反应活化能。基于发动机台架试验分析Fe含量对燃油缸内燃烧与排放性能的影响规律。结果表明:随着Fe-FBC燃油中Fe含量的增加,燃油起始燃烧温度降低,质量损失率峰值温度向低温区域偏移;与纯柴油相比,柴油机在额定工况燃用Fe-FBC燃油时,滞燃期缩短,缸内最大燃烧压力略有上升,放热始点提前,燃烧持续期缩短,HC与CO排放均呈下降趋势,NOx排放变化不明显,3种Fe-FBC燃油的烟度排放分别降低了13.7%、20.4%和24.0%。颗粒热重实验中,随着Fe-FBC燃油中Fe含量的增加,氧化初始反应温度分别降低了75.1、107.3和128.4℃,质量损失峰值温度分别降低了80.3、112.0和122.7℃,颗粒的反应活化能分别降低了45.2%、63.3%和65.5%。 展开更多
关键词 燃油添加剂(FBC) 热重分析 燃烧特性 排放特性 颗粒活化能
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燃油催化微粒捕集器在柴油机排气后处理中的应用研究 被引量：1
6
作者 裴小娜 尹超 刘长青 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期73-75,84,共4页
分析探讨了柴油机排气颗粒物的组成及危害,介绍了一种燃油催化微粒捕集器的结构及原理,结合发动机台架试验数据分析了该微粒捕集器对柴油机排气颗粒物的改善效果,同时研究了该微粒捕集器的强制再生过程以及对柴油机动力性和燃油经济性... 分析探讨了柴油机排气颗粒物的组成及危害,介绍了一种燃油催化微粒捕集器的结构及原理,结合发动机台架试验数据分析了该微粒捕集器对柴油机排气颗粒物的改善效果,同时研究了该微粒捕集器的强制再生过程以及对柴油机动力性和燃油经济性的影响。试验结果表明,该微粒捕集器具有较大的应用前景。 展开更多
关键词 柴油机排气 微粒捕集器 燃油催化剂 再生
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Ce基FBC催化柴油机碳烟氧化特性的试验
7
作者 刘军恒 孙平 +2 位作者 嵇乾 郝慧敏 沈辉 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期373-378,共6页
为了研究Ce基燃油添加剂(FBC)对柴油机碳烟催化氧化的效果,采用环烷酸铈溶液作为FBC,按照Ce元素质量分数分别为50,100,150,300 mg·kg^(-1)加至柴油中,依次标记为F50,F100,F150,F300.在发动机台架上进行了燃用FBC燃油的烟度、颗粒... 为了研究Ce基燃油添加剂(FBC)对柴油机碳烟催化氧化的效果,采用环烷酸铈溶液作为FBC,按照Ce元素质量分数分别为50,100,150,300 mg·kg^(-1)加至柴油中,依次标记为F50,F100,F150,F300.在发动机台架上进行了燃用FBC燃油的烟度、颗粒粒径分布和氧化特性以及微粒捕集器(DPF)催化再生的试验研究.结果表明:添加FBC可以改善柴油机燃油消耗率,降低排气温度和烟度排放;柴油机燃用FBC燃油时,其碳烟颗粒质量分布总体向着小粒径方向移动,排放颗粒物中积聚态颗粒物所占比重有所上升,而粗粒子模态所占比重下降;FBC对碳烟颗粒的催化效果非常显著,碳烟氧化特征温度随着FBC比例的增加而降低,柴油机燃用FBC燃油有利于降低DPF再生平衡温度. 展开更多
关键词 柴油机 烟度 燃油添加剂 颗粒物 微粒捕集器
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铁基燃油添加剂对柴油机碳烟生成特性的影响 被引量：3
8
作者 嵇乾 张琦 +3 位作者 窦站成 赵廉 孙平 刘军恒 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期840-848,共9页
为了控制柴油机颗粒物排放,将铁基添加剂(Fe-FBC)分别以Fe元素质量分数为200和400 mg/kg的比例掺混至柴油中,制备了2种Fe-FBC燃油(Fe200和Fe400)。采用高压共轨柴油机研究Fe-FBC燃油的燃烧和排放特性,并基于可视化台架试验系统分析Fe-FB... 为了控制柴油机颗粒物排放,将铁基添加剂(Fe-FBC)分别以Fe元素质量分数为200和400 mg/kg的比例掺混至柴油中,制备了2种Fe-FBC燃油(Fe200和Fe400)。采用高压共轨柴油机研究Fe-FBC燃油的燃烧和排放特性,并基于可视化台架试验系统分析Fe-FBC燃油燃烧时碳烟生成过程和浓度分布规律。结果表明:与燃用纯柴油相比,Fe-FBC燃油使柴油机缸内燃烧滞燃期缩短,放热始点提前,燃烧压力峰值和放热率峰值得到提升;随着柴油中Fe-FBC含量的增加,缸内火焰发展速率加快,高温区域显著增多,燃烧状况更加剧烈;缸内碳烟生成量在燃烧中始终维持在较低水平,Fe200和Fe400燃油最大碳烟面积占有率分别下降了20.3%和41.6%。采用Fe-FBC燃油,其乙烯和乙炔在各负荷下排放均高于纯柴油;1,3-丁二烯排放在负荷75%和100%时得到改善;在各负荷下多环芳香烃排放均有所降低。在转速1400 r/min、负荷100%时,Fe200和Fe400燃油的排气烟度比纯柴油分别降低了19.3%和37.1%。 展开更多
关键词 柴油机 燃油添加剂 燃烧特性 碳烟 排放特性
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柴油车燃料添加型催化剂研究进展 被引量：2
9
作者 杨曦 张昭良 王仲鹏 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期68-70,78,共4页
现代柴油机油耗低、动力强,但是排放的尾气中黑烟颗粒物PM(particulate matter)会对环境和人类健康造成危害。随着排放法规的日益严格,净化处理刻不容缓。当前对其排放控制的主要手段是使用颗粒物捕集器DPF(diesel particulate filter)... 现代柴油机油耗低、动力强,但是排放的尾气中黑烟颗粒物PM(particulate matter)会对环境和人类健康造成危害。随着排放法规的日益严格,净化处理刻不容缓。当前对其排放控制的主要手段是使用颗粒物捕集器DPF(diesel particulate filter)捕集PM,并采用催化剂或提高尾气温度促其燃烧以实现DPF再生。燃料添加型催化剂FBC(fuel borne catalyst)能保证催化剂与PM紧密接触,使DPF在尾气温度范围内即可再生。文章对近年来FBC的研究开发进展进行了总结,并指出了该类催化剂的发展方向,即发展纳米级FBC。 展开更多
关键词 颗粒物 颗粒捕集器 燃料添加型催化剂 纳米粒子
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Fe-FBC燃油对柴油机醛类和颗粒物排放的影响 被引量：1
10
作者 商潭苏 魏明亮 +2 位作者 孙平 嵇乾 刘军恒 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2021年第2期125-130,共6页
为了控制柴油机颗粒物排放,将燃油添加剂(FBC)按Fe元素质量分数分别为200、400、600 mg·kg-1掺混于柴油中制备出Fe-FBC燃油,分别标记为Fe200、Fe400和Fe600.采用傅里叶红外分析仪(FTIR)、发动机粒径谱仪(EEPS)和气相色谱质谱联用仪... 为了控制柴油机颗粒物排放,将燃油添加剂(FBC)按Fe元素质量分数分别为200、400、600 mg·kg-1掺混于柴油中制备出Fe-FBC燃油,分别标记为Fe200、Fe400和Fe600.采用傅里叶红外分析仪(FTIR)、发动机粒径谱仪(EEPS)和气相色谱质谱联用仪(GC-MS),研究了Fe-FBC燃油对共轨柴油机醛类排放、颗粒的粒径分布以及可溶性有机物组分(SOF)的影响.结果表明:Fe-FBC的加入促进了柴油的燃烧,燃用Fe-FBC燃油时的甲醛和乙醛排放均较纯柴油低;颗粒数量浓度和质量浓度分布逐渐向小粒径方向偏移;随着Fe-FBC中Fe元素质量分数的升高,峰值数量浓度逐渐增加,峰值质量浓度则逐渐降低;柴油中添加Fe-FBC后,颗粒SOF中烯烃、酸类、多环芳香烃类(PAHs)质量分数下降,PAHs由高环数向低环数转换,而脂类质量分数却上升;同时,SOF组分的碳原子数分布整体由高碳原子向低碳原子迁移,SOF组分中高碳原子数目降低,低碳原子数目升高. 展开更多
关键词 燃油添加剂 共轨柴油机 醛排放 颗粒粒径 可溶性有机物组分
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