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柴油机颗粒捕集器(DPF)技术相对成熟,被认为是降低颗粒物(PM)排放最有效的手段。但随着PM捕集量的增加,DPF压降增加,达到一定程度后会影响发动机的正常排放,故DPF的关键问题为捕集器的再生技术。传统的再生方法由于自身存在的缺点,使用均受到限制。将NTP技术运用于DPF再生,是近年来DPF再生方法研究的热点之一。本文在分析探讨NTP技术再生DPF的化学反应机理的基础上,首先利用正交试验方法对NTP发生器的工作参数进行了优化;然后建立了NTP再生DPF的试验系统,研究了不同温度对PM氧化分解的影响和DPF的再生效果;最后设计了3种不同结构的DPF装载装置,研究了DPF再生过程中内部温度及温度梯度的变化,同时对比了3种装载装置的再生效果。本文主要的研究内容如下: (1)在NTP放电理论的基础上,探讨了NTP技术再生DPF的化学反应模型,旨在深入研究NTP去除PM的化学反应机理,为NTP技术再生DPF的试验研究提供理论指导。 (2)分别以空气和氧气为气源,利用正交试验法优化NTP发生器的工作参数。以O3质量浓度为试验指标,选取发生器放电电压、放电频率、放电区表面温度、气体流量4个因素,采用正交表L16(45)进行试验,通过单因素影响规律分析、极差分析以及方差分析方法,得出了NTP发生器产生活性物质的最优工作参数。 (3)建立了NTP再生DPF的试验系统,对已加载PM的DPF进行再生试验研究。以氧气为气源,在不同的试验温度下,研究NTP技术对PM的分解规律及对DPF再生效果的影响。试验结果表明:氧气经NTP发生器放电后产生具有强氧化性的活性物质O3、O,能够实现对PM的氧化分解,生成CO和CO2。NTP技术在不加催化剂的条件下,实现了相对较低温度下的DPF再生,与传统的再生方法相比,体现了该再生方法的优越性。 (4)利用NTP再生DPF的试验系统,对3种不同结构的DPF装载装置进行再生试验研究。以氧气为气源,研究了3种装载装置中DPF内部温度和温度梯度的变化,并对比了3种DPF装载装置的再生效果。试验结果表明:DPF内部各位置的温度远低于最高使用温度,且DPF的轴向和径向温度梯度均小于温度梯度极限,对NTP技术再生DPF的安全性和DPF装载装置的优化提供了试验依据。