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在当前日益严格的环保法规要求下,减少柴油机尾气污染物排放成为了亟待解决的关键问题。柴油颗粒过滤器(DPF)和柴油机氧化催化器(DOC)的组合使用,作为一种有效的尾气后处理技术,在降低颗粒物(PM)和有害气体排放方面发挥着重要作用。
DPF 与 DOC 的工作原理
DPF 颗粒捕集器
DPF 的主要功能是捕集尾气中的颗粒物。其结构通常由多孔陶瓷材料制成,具有蜂窝状的通道。尾气在通过 DPF 时,颗粒物会被拦截并吸附在通道壁面和孔隙中。随着颗粒物的不断积累,DPF 的过滤效率会逐渐提高,但同时也会导致排气背压升高,影响发动机的性能。为了保证 DPF 的正常工作,需要定期对其进行再生,以清除积累的颗粒物。再生方式主要有被动再生和主动再生两种。被动再生是利用尾气中的高温和氧气,在一定条件下使颗粒物自行燃烧;主动再生则是通过外部加热装置或喷油器向排气系统中喷入燃油,提高尾气温度,促进颗粒物的燃烧。
DOC 柴油机氧化催化器
DOC 主要用于氧化尾气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC),将其转化为二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)。DOC 通常由载体、涂层和活性组分组成。载体一般采用蜂窝状陶瓷或金属材料,涂层负载在载体表面,提供较大的比表面积,活性组分则主要是贵金属,如铂(Pt)、钯(Pd)等。当尾气通过 DOC 时,在催化剂的作用下,CO 和 HC 与氧气发生氧化反应,从而实现净化。
DPF 与 DOC 的组合使用优势
协同净化效果显著
DPF 和 DOC 组合使用能够实现对尾气中多种污染物的有效净化。DOC 先将尾气中的 CO 和 HC 氧化,一方面降低了这些污染物的排放,另一方面提高了尾气的温度,为 DPF 的被动再生创造了更有利的条件。而 DPF 则有效地捕集颗粒物,进一步降低了 PM 排放。两者相互配合,使得尾气净化效果大大提升,能够满足严格的环保排放标准。
延长 DPF 使用寿命
通过 DOC 对尾气中 CO 和 HC 的氧化,提高了尾气温度,有助于 DPF 在更多工况下实现被动再生。被动再生不需要额外的能量输入,减少了主动再生的频率,从而降低了 DPF 因频繁主动再生而可能受到的热冲击和机械损伤,延长了 DPF 的使用寿命,降低了维护成本。