NO2扩散作用对催化型微粒捕集器再生的影响

针对催化型微粒捕集器被动再生反应机理的问题,采用试验和仿真研究了NO_2扩散作用对壁面和碳烟层再生产生的影响。由于壁面层产生NO_2,饼层消耗NO_2,形成的浓度梯度作为驱动力产生反向扩散扩用,在多孔介质中发生孔扩散及努森扩散,NO_2多次参与了碳烟的被动再生反应。研究结果反映考虑扩散作用的被动再生模型与试验值相比,再生模型反应压降偏差可控制在7.0%以内,NO_2偏差小于7.3%。NO_2扩散作用随入口温度的升高更加明显,载体入口气体温度增加100℃时的NO_2增加率约为增加50℃时NO_2增加率的1.90~1.95倍。425℃时,z/L=0.9,H=0.182 9 mm处NO_2浓度最高,NO_2质量分数最高为5.69×10-4。分析碳烟再生过程发现,排气温度提升增强了NO_2扩散作用,进而促进了颗粒物再生。425℃条件下,1 000 s内完成了55.94%的碳烟再生,深床层完成了80.53%,总再生量是325℃条件下的3.68倍。NO_2扩散作用有效提升了载体的被动再生能力,延长了主动再生周期,改善了载体耐久性能。     

柴油机微粒捕集器碳载量估计与分布特性研究

建立了一种考虑催化再生的微粒捕集器碳烟沉积量估计模型。通过试验数据辨识出NO_2与碳烟的反应以及热催化再生反应参数和载体捕集特性参数。在不同工况下,碳烟沉积量估计模型的计算值与实际碳载量称量值相比,误差可以控制在10%以内。经过计算,随着排气温度的不断提升,碳烟再生量权重不断提升,催化再生有效地降低了颗粒物沉积量,延长了主动再生周期。通过深床层离散分层和饼层累积碳载量计算,碳烟加载量主要分布在饼层,深床层占比较少,且深床层碳烟量主要集中在离散层的第1层中。经过验证,引入NO_2辅助再生及热催化再生反应的模型有效地估计了碳烟加载量并对碳载量分布特性给出了有效的分析,为微粒捕集器内碳烟颗粒物主动再生时机的判断提供了参考。