柴油机消声器

柴油机消声器净化装置

—缪宏亮

柴油机具有高热效率、大功率等特点，有着良好的经济性和可靠性，在工程机械领域得到了广泛的应用，尤其是在施工现场，由于工程机械和运输车辆。如压路机、装载机、挖掘机、推土机，船舶，等都是以柴油机作为动力。虽然柴油机具有许多优点，但是其所排放的尾气中有害成分较多，主要有ＨＣ、ＣＯ、ＳＯ、ＮＯx 和ＰＭ（微粒）。

目前市场上营销以及工程施工作业中的柴油发动机按照类型可以非为十多种，汽缸个数和缸套直径决定了柴油机的功率。但相同的是它们的尾气经过消声器直接排外，严重地危害环境。国家虽然呼吁机动车辆尾气处理技术的研发！但日常生活生产中的柴油机并没有得到该进。消声器只能减弱由排气门产生的噪声，对尾气就束手无策了！由此我们可以设想将净化器直接安装在消声器内部！ 本实用新型柴油发动机的发动机消声器净化器，它由净化器基体，进气管，出气管组成。净化器基体两端设置有进气管接口和出气管接口，并分别与进气管和出气管相连接，净化器基体内部设置有内筒，内筒内部设置有尾气分流装置，进气管接口上设置有空气进口，净化器基体与内筒间设置吸热装置。结构设计新颖合理，安装使用方便，美观大方，操作简便，适用于不同型号的柴油机。 超微粒La-Co 氧化物催化剂对柴油机尾气碳黑催化处理效果 柴油机排放尾气中含有大量的颗粒物质, 这些颗粒物质的主要成分是碳黑。柴油碳黑中含有多环芳烃等致癌物质, 对人类健康危害极大。在柴油机消声器净化器基体内安装过滤器收集碳黑颗粒, 同时使碳黑颗粒被氧化为CO2, 是减少柴油碳黑污染的有效方法。

第一步，

炭黑微粒的捕捉

柴油机微粒捕捉器是尾气微粒排放处理的主要方式。它由收集排气微粒的滤芯和各类周期性的把滤芯中积存的微粒烧掉或氧化掉的再生系统组成。微粒捕捉器的关键技术是过滤材料和过滤体的再生。对过滤材料的要求是高的微粒过滤效率，低的排气流动阻力和较高的机械强度。其中过滤效率和流动阻力是一对矛盾，选择材料时要综合考虑两方面的性能。目前能满足的材料有以下两种：金属丝网，陶瓷（陶瓷纤维，泡沫陶瓷，单体陶瓷）。其中陶瓷材料达到了普遍的共识，因为他们能在单位容积内给出最大的过滤面积，能承受高温，坚固，寿命长，经济性好！。目前国外对纤维氧化硅（T3MK —25）的研究是一大热点。用T3MK —25可以做成片状滤芯，不仅大大简化了大尺寸过滤器的制作问题，而且提高了其再生是的抗热冲击性。

第二步

炭黑微粒的催化

用有机酸络合法制备了Co3O4,NiCo2O4和LaCo2O43种催化剂。通过程序升温氧化反应(TPO)技术对这3种催化剂进行模拟柴油碳黑催化燃烧反应的活性评价。研究发现以Co3O4为活性成分的催化剂能显著降低碳黑燃烧的温度。以Ni 和La 部分取代Co3O4后形成的复合氧化物NiCo2O4和混合氧化物LaCo2O4能改进Co3O4的氧化活性。但是NiCo2O4不能改进碳黑在松散接触时的燃烧活

性; 而混合氧化物LaCo2O4由于形成了超微粒含缺陷的LaCoO3钙钛矿型结构, 它具有良好的低温氧化活性和表面原子移动性, 因而能显著改进碳黑在松散接触时的燃烧活性。

安装位置：为了充分捕捉到尾气中的炭黑，将炭黑微粒捕捉器安装在进气管净化器基体前端相连接的位置，超微粒含缺陷的钙钛矿型结构的催化器置于净化器基体的中部。

SCR —Nox 选择性还原法对柴油机尾气氮氧化物还原处理效果 氮氧化物（NOx ）是柴油发动机和其他采用稀薄燃烧方式工作的发动机尾气中最具有毒性的污染物。在如何减少NOx 排放的各种途径中，SCR —Nox 选择性催化还原法是最具现实意义的，它能把发动机尾气中的NOx 减少50%。

研究表明，利用包括尿素在内的氨基化合物作为还原剂，为此研制了氧化钒，氧化钛为基体的催化转化器。测试表明，在柴油机消声器净化器基体中安装该装置后NOx 的排放量减少50%—60%。为了更有效地清除尾气中的NOx ，有必要研究柴油发动机的尾气的排放情况，特别是NOx 排放的温度区间和浓度！大约80%的NOx 是柴油机最大载荷时排放的，其相应的温度区域为350摄氏度到550摄氏度。由于尾气经过排气管，会有一定程度的降低。因此催化器的工作温度可以限定在250摄氏度到500摄氏度。综上所述，采用氨基化合物作为还原剂病使用钒钛催化转化器的效果好。尿素的供给采用把尿素溶液直接喷入SCR 催化转换器的排气管中的方式。选择性还原柴油发动机尾气中的NOx ，既可以利用碳氢化合物作为还原剂，也可以使用包括尿素在内的氨基化合物作为还原剂。但是根据利用碳氢作为还原剂思路。暂时还没有开发出工作性能稳定，使用寿命较长的催化转化器。铂催化转化器只在低温区间较好地清除NOx 。再加上排出的尾气属于高温气体，使用包括尿素在内的氨基化合物作为还原剂，其清除效果要更胜一筹！

安装位置：用于还原氮氧化物的钒钛催化转化器安装在净化器基体的后端与出气管相连接的位置。

结束语

排气后处理是解决当今柴油机排放问题的最有前途的策略之一。柴油机排放的主要是NOx 和PM 排放。从技术角度来说，NOx 的还原催化和微粒捕捉技术能满足未来超低排放法规！其中尤以NOx 的尿素选择性催化还原具有光明的前景。他们虽然或多或少存在着一些问题，但随着研究的深入和燃烧技术的发展，和新配方柴油的应用，燃油的进一步低硫化，人们有理由相信，零排放的柴油机是可以实现的。