内河船用柴油机DPF系统(除黑烟)

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船用柴油发动机的污染主要来自三个方面——微粒排放物质、氮氧化物（NOx）和硫。其中微粒排放物质（烟灰）大部分是由碳或碳化物的微小颗粒（尺寸小于1μm）所组成的。据确认，在柴油发动机的排放物中含有大约40 种不同的化学成分。据美国环保署（EPA）和世界卫生组织（WHO）验证，柴油发动机中所排放出的烟灰为致癌物质。加州空气资源部（CARB）估计，在南加州，空气中71%的致癌物质是由柴油车产生的，而这些柴油车仅占当地车辆的2 %。其它的健康问题，如与日俱增的哮喘和肺部疾病也同样在业内人士的关注范围之内。

微粒捕集器能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90%以上。捕集器是一种安装在排放系统中的过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。捕捉到的微粒排放物质随后在车辆运转过程中燃烧殆尽。它的工作基本原理是：柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、铑、钯，柴油发动机排出的含有炭粒的黑烟，通过专门的管道进入发动机尾气微粒捕集器，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，捕集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，在发动机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。捕集器的再生或净化功能必须在可控的基础上完成，以保持过滤器不被烟灰堵塞。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。
柴油微粒过滤器DPF可以有效地减少微粒物的排放，它先捕集废气中的微粒物，然后再对捕集的微粒进行氧化，使微粒过滤器再生。所谓过滤器的再生是指在DPF长期工作中，过滤器里的颗粒物逐渐增加会引起发动机背压升高，导致发动机性能下降，所以要定期除去沉积的颗粒物，恢复DPF的过滤性能。
过滤器的再生有主动再生和被动再生两种方法：主动再生指的是利用外界能量来提高捕集器内的温度，使微粒着火燃烧。当过滤器中的温度达到300℃时，沉积的颗粒物就会氧化燃烧，如果温度达不到300℃，过多的沉积物就会堵塞过滤器，这时就需要利用外加能源(例如电加热器，燃烧器或发动机操作条件的改变)来提高DPF内的温度，使颗粒物氧化燃烧。被动再生指的是利用燃油添加剂或者催化剂来降低微粒的着火温度，使微粒能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧。添加剂(有铈，铁和锶)要以一定的比例加到燃油中，添加剂过多影响不大，但是如果过少，就会导致再生延迟或再生温度升高。
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