基于多谱协同分析技术的NTPI系统分解柴油机浮碳及再生DPF的机理研究

利用多谱协同分析技术研究NTPI系统分解柴油机浮碳及再生DPF的化学机制。探索NTPI系统运行参数对产生的活性物质种类及其生命周期、高能电子能量分布及跃迁的影响规律；建立NTPI分解柴油机浮碳的台架实验系统，利用EEPS技术分析NTPI系统活性物质对柴油机排气中浮碳的碰撞燃烧效应，探索其碰撞燃烧机理；建立NTPI再生柴油机DPF的实验系统，通过联用SEM、XPS、TGA、GC-MS等技术探索NTPI系统活性物质及活化后的柴油机排气对DPF上积碳的渗透剥离机制，建立DPF再生的理化模型；探索NTPI系统分解柴油机浮碳及再生DPF时，该系统与柴油机工况的匹配规律，优化系统运行参数，为利用NTPI技术分解柴油机浮碳及再生DPF奠定理论基础和科学依据。

柴油机排气中包含NOx、PM、PAHs污染物，是目前排放控制领域的点。利用低温等离子体可降低柴油机有害排放。课题组利用低温等离子体技术降低柴油机有害排放开展了研究，取得了丰硕的研究成果，为高效降低柴油机有害排放提供了理论和试验依据。.开展了水冷式低温等离子体发生器性能的试验及优化研究。结果表明，放电区表面温度40℃、工作电压19 kV、频率7 kHz、空气流量5 L/min为产生活性物质的较优组合。开展了利用低温等离子体技术转化柴油机模拟排气中NO的研究。结果表明，C3H6/NO/N2/O2气氛中存在一个C3H6完全消耗的功率点；添加适量的C3H6可提高NOx的转化效率。开展了低温等离子体对PM质量粒径分布及形貌影响的研究。结果表明，低温等离子体作用后，0～0.18μm的PM质量分数大幅下降；以>0.32～0.56μm区间为中心相邻区间内PM的质量分数呈现出 “聚拢”效应。开展了低温等离子体对PM碳结构演变影响的研究。结果表明，低温等离子体作用后，PM中碳含量较原机升高，石墨结构有序性及化学异相性较为稳定，碳团簇含量增加。开展了低温等离子体技术降低柴油机醛酮类污染物排放研究。结果表明，低温等离子体可有效降低柴油机醛、酮类污染物， 75%负荷时醛、酮类污染物的总去除率可达93.8%。开展了利用低温等离子体降低柴油机多环芳香烃的研究。结果表明，低温等离子体作用后，PAHs排放总浓度为139.657~179.588μg/m3，PAHs排放最大降幅达到37.87%。开展了低温等离子体喷射系统再生泡沫陶瓷PM吸附体的研究。结果表明，当温度为250℃时，利用间接低温等离子体可有效去除PM。开展了以氧气为气源的低温等离子体喷射系统低温再生DPF的研究。研究结果表明，试验温度为80℃时，DPF的再生效果最好，完全再生时间为120min。开展了低温等离子体对不同载体结构DPF再生过程影响的研究。结果表明，增大DPF距进气口的距离有利于DPF的再生。开展了以空气为气源的低温等离子体喷射系统再生DPF的研究。结果表明，在20℃至300℃温度范围内NTP均能与PM发生氧化分解反应；试验温度为150℃时，再生速度较快。开展了利用低温等离子体技术再生EGR冷却器的研究。结果表明，利用低温等离子体可有效渗透剥离碳层；利用分段喷射可有效提高O3的利用率，提高积碳去除效率。