排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验

濮晓宇，蔡忆昔，施蕴曦，王 静，顾林波，田 晶，崔应欣

（江苏大学汽车与交通工程学院，镇江 212013）

排气余热辅助低温等离子体再生柴油机颗粒捕集器试验

濮晓宇，蔡忆昔※，施蕴曦，王 静，顾林波，田 晶，崔应欣

（江苏大学汽车与交通工程学院，镇江 212013）

为探究低温等离子体（non-thermal plasma，NTP）对无外加热源的柴油机颗粒捕集器（diesel particulate filter，DPF）的再生过程与再生效果，搭建了排气余热辅助 NTP再生 DPF的试验系统。借助发动机停机后的排气余热，利用DBD（dielectric barrier discharge）型NTP发生器，对处于降温过程的DPF进行再生试验研究。结果表明：随着DPF温度的下降，NTP中O3的分解反应减弱，PM（particulate matter）氧化反应加剧，DPF内部出现温度不降反升的现象，氧化区域自DPF前端逐渐向后端延伸，DPF径向中点处氧化反应最为剧烈，DPF轴向剖面上残余积碳呈现ω形。再生后DPF内部残余积碳中可溶性有机成分SOF（soluble organic fraction）明显减少，且NTP处理能够降低PM中SOF及DS（dry soot）的表观活化能。整个再生过程中，DPF内部大量积碳被氧化去除。排气余热辅助的NTP再生技术，实现了对无外加热源的DPF的有效再生，使得DPF排气背压下降达69%。该文证实了排气余热辅助NTP再生DPF的可行性，为NTP再生DPF技术的应用提供了试验依据。

柴油机；排放控制；试验；低温等离子体；柴油机颗粒捕集器；再生；排气余热；表观活化能

0 引 言

颗粒物（particulate matter，PM）是柴油机主要的排放污染物，严重危害大气环境和人体健康[1-7]。将于2018年1月1日全面实施的“国五”排放标准对柴油机PM的排放控制提出了更高的要求，PM的限值已由“国四”的0.025 g/km 降至 0.0045 g/km[8-9]。柴油机颗粒捕集器（diesel particulate filter，DPF）技术被认为是目前降低PM最为有效的后处理手段，捕集效率可达90%以上[10-13]。……