采用柴油机颗粒捕集器的最大碳载量性能试验研究

摘要

大碳载量下，不正常再生导致的催化型柴油机颗粒捕集器（catalytic diesel particulate filter, CDPF）载体高温烧熔或开裂是CDPF失效的主要原因。针对这一问题，采用燃烧器台架对CDPF进行最大碳载量测试。对堇青石CDPF和碳化硅CDPF进行不同碳载量的降怠速测试，不断提升碳载量直至CDPF失效。通过对CDPF内部温度分布、颗粒物数量（particulate number, PN）排放特性及失效程度进行分析，得到CDPF的最大碳载量。结果表明：在5 g/L碳载量下再生时，堇青石内部最高温度为1 163℃,超过安全再生温度，碳化硅内部最高温度为1 050℃;随着碳载量的提升，最高温度及最大温度梯度变大，虽然在超过安全再生温度下，载体存在某种程度的开裂，但不影响PN过滤性能，堇青石的开裂是从边缘向中心移动，碳化硅开裂是从中心向四周移动；当碳载量持续增加至8 g/L时，碳化硅载体的PN排放值相比全新载体提升了6倍，达到14.0×10¹¹ （kW·h）^-1,已不具备过滤能力。试验得到了CDPF再生时的安全碳载量限值，可为实际CDPF应用中安全再生提供参考。

关键词

柴油机颗粒捕集器 / 降怠速 / 最大碳载量 / 温度梯度 / 捕集效率

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2021YFD2000302)