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柴油发电机颗粒捕集器的主要性能与工作原理

文章出处:发电机隔音降噪工程师作者:www.hsfdjw.com人气:发表时间:2020-12-09【

【摘要】本文介绍了柴油机颗粒排放物的组成,成因,危害以及国际上主要的颗粒排放标准,试验工况和我国的现状,同时介绍了三种捕捉器(蜂窝陶瓷颗粒捕捉器,泡沫陶瓷颗粒捕捉器和金属丝网颗粒捕捉器)的效果对比,并着重阐述了蜂窝陶瓷颗粒捕捉器捕捉机理及其主要特点和影响捕捉器主要性能(捕集效率,捕捉器压差,捕捉器压力升高率等)的一些主要参数.

颗粒捕捉器包括主壳体,进气管,排气管,袋式过滤器,燃烧器,高压输气管,底压输气管,气体压差开关和电火花点火器;所述底压输气管的另一端连接至气体压差开关的底压输入端;所述电火花点火器用于对燃烧器点火,所述电火花点火器内置于燃烧器内;所述电火花点火器与气体压差开关电连接,所述气体压差开关作为电火花点火器的启动开关;所述气体压差开关由高压输气管和底压输气管的气压差驱动开启.本实用新型颗粒捕捉器,能够比较进气端,排气端的气压差,通过进气端,排气端的气压差来自动控制燃烧器工作,清除积碳,从而保证发电机组性能,保证柴油发电机组寿命.

颗粒捕捉器能够减少柴油发电机组所产生的烟灰达90% 以上。捕捉到的微粒排放物质随后在发电机组运转过程中燃烧殆尽。它的工作基本原理是: 如柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、铑、钯,柴油发电机组排出的含有炭粒的黑烟,通过专门的管道进入发电机组尾气微粒捕集器,经过其内部密集设置的袋式过滤器,将炭烟微粒吸附在金属纤维毡制成的过滤器上; 当微粒的吸附量达到一定程度后,尾端的燃烧器自动点火燃烧,将吸附在上面的炭烟微粒烧掉,变成对人体无害的二氧化碳排出。为了做到这一点,捕捉器应用了先进的电控系统、催化涂层和燃料添加型催化剂(FBC)。这种燃料添加型催化剂包含诸如铈、铁和铂等金属。这些材料按比例加入到燃料中,在发电机组控制系统的帮助下不仅控制微粒排放物质的数量,而且还控制碳氢化合物和污染气体等污染物的排放量。 捕捉器的再生或净化功能必须在可控的基础上完成,以保持捕捉器不被烟灰堵塞。在净化周期结束以后,任何残留灰尘或滤渣最终都将在日常维护中被人为地清除。

 

壁流式蜂窝陶瓷载体-颗粒捕捉器

柴油发电机组颗粒捕捉器工作原理图.png

相邻的蜂窝孔道两端交替堵孔,迫使气流通过多孔的壁面,而颗粒物被捕集在壁面孔内以及入口壁面上,其捕集效率可达90%以上。自 2000 年康明斯发电机公司开始量产装有 DPF 柴油发电机组以来,DPF 商业化应用已有 15 年历史。各种氧化物和非氧化物材料应用于 DPF,各种结构的 DPF 得到发展。由于DPF 工作在高温和腐蚀性尾气中,DPF 材料需要具有抗灰分腐蚀、耐热冲击等优良特性。理论上,具有低热膨胀系数和高导热系数的材料最适合于 DPF应用,高导热系数使得 DPF 在再生过程中温度分布均匀;而低热膨胀系数有助于降低 DPF 再生时产生温度梯度而导致的热应力,从而避免 DPF 产生裂缝。清灰里程是 DPF 设计必须考虑的一个重要指标。为了延长 DPF 清灰里程,DPF 往往采用大的入口过滤体积设计。如日本 Ibiden (揖斐电)公司采用入口为八边形结构的 DPF,而日本 Sumit-omo(住友)公司则采用非对称六边形结构 DPF,法国 Saint-Gobain 公司则采用非对称波纹结构 DPF 等。各种催化剂涂敷技术应用于 DPF,以降低再生温度,减少颗粒(PM)排放,以及减少安装空间尺寸 (SCR on DPF 技术) 等,DPF 的内部结构也在不断变化,以适应新的催化剂涂敷技术的发展。

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