微孔过滤器及其净化技术应用分析

    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0.1~1.0g/km的数目级,对于重型车用的重型柴油机,微粒排放量在0.1~1.0g/(kW·h)的数目级。车用柴油机排放微粒的净化技术是微粒过滤器及其净化,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松散材料制成,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净化结构及方法。　

　　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,排气微粒基本上是良多碳质微粒的会萃体,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)烟粒会吸附和凝结多种有机物,称为有机可溶成分(SolubleOrangicFraction,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,且因为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重庆滤油机物、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良多原生微球会萃而成的会萃体,这种会萃体可以包含103~104个微球体。这些微球体都是燃烧产生的碳粒,其直径在10~100nm数目级,但大多数在15~40nm范围内。测得的微粒粒度大多在0.02~1.0μm范围内,其体积均匀粒度为0.1~0.3μm。微粒的表观密度在0.25~1.0kg/L范围内,烟粒的实测比表面为200m2/g左右,可见其结构很松散。　　

　　2排气微粒净化技术及其特点分析　　

　　目前,比较可行的车用柴油机排气微粒净化技术,仍是微粒过滤器DPF[1](DieselParticulateFilter)。

粉末冶金微孔过滤器在柴油机上的应用研究　　

　　粉末冶金微孔不锈钢　

　　自20世纪60年代,特别是80年代以来,海内外材料工作者在金属多孔材料方面做了大量的研究工作。研究发现,金属多孔材料除具有可焊性等基本的金属属性外,还因为大量的内部旷地空闲,使得金属多孔材料表现出了诸多优异的特性,如质量轻、比表面积大、能量吸收性好、导热率低(闭孔体)、换热散热能力高(通孔体)、吸声性好(通孔体)、渗透渗出性优(通孔体)、电磁波吸收性好(通孔体)、阻焰、耐热耐火、抗热震、气敏、能净化、加工性好等。近几年来,人们也开展了抗侵蚀、耐高温的钛及三维通孔不锈钢粉末冶金等多孔金属材料的研究。多孔不锈钢主要是采用加造孔剂的粉末冶金方法制备,也有的使用纤维烧结的方法,这两种方法所制备的主要重庆滤油机是微孔或闭孔的泡沫不锈钢。