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粉末冶金微孔过滤器及其再生技术(1)

作者:管理员 发表时间:2010-5-21 9:28:15 阅读:
 资源再生技术:使用柴油作燃料的压燃式内燃机排放的微粒(Particulate,缩写PT),一般要比使用汽油作燃料的点燃式内燃机多几十倍。排放微粒的主要物质是碳,其粒度一般小于0. 3μm,可深入人的肺部造成机械性超负荷,损伤肺内各种通道的自净机制,从而使其他化合物容易发挥致癌作用。碳粒还吸附有多种有机物质,具有不同程度的诱发和致癌作用。在柴油车较多的城市中,柴油机排放的微粒可使市内光线受折射,使天空变暗。对于轿车和轻型车用的轻型柴油机,微粒排放量在0. 1~1. 0 g/km的数量级,对于重型车用的重型柴油机,微粒排放量在0. 1~1. 0 g/(kW·h)的数量级。车用柴油机排放微粒的净化技术是微粒过滤器及其再生,已经研究开发的体积过滤滤芯用泡沫陶瓷、钢丝棉绳或陶瓷纤维筒等疏松材料制成,表面过滤滤芯材料用蜂窝陶瓷,这些材料各有特点。本文提出了一种新的滤芯材料的使用———粉末冶金材料,并设计了粉末冶金微孔过滤器的再生结构及方法。
    1 排气微粒的理化特性
    柴油机排气微粒[1]的组成取决于柴油机的运转工况,尤其是排气温度.当排气温度超过约500℃时,排气微粒基本上是很多碳质微粒的聚集体,称为碳烟粒。当排气温度低于500℃时(柴油机绝大多数工况都是这样)烟粒会吸附和凝聚多种有机物,称为有机可溶成分(SolubleOrangic Fraction,缩写SOF)。沿着柴油机的排气管道和测试取样系统,可观测到微粒粒度不断增大,且由于存在于气相中的有机化合物逐渐冷凝在微粒上,使其SOF含量增加。微粒中的SOF含有对健康和环境有害的成分,包括各种未燃碳化合物、含氧有机物和多环芳烃及其含氧和含氮衍生物等。
    经电子显微镜观测表明,柴油机排气微粒是一种由很多原生微球聚集而成的聚集体,这种聚集体可以包含103~104个微球体。这些微球体都是燃烧产生的碳粒,其直径在10~100 nm数量级,但大多数在15~40 nm范围内。测得的微粒粒度大多在0. 02~1. 0μm范围内,其体积平均粒度为0. 1~0. 3μm。微粒的表观密度在0. 25~1. 0 kg/L范围内,烟粒的实测比表面为200 m²/g左右,可见其结构很疏松。