[发明专利]柴油机污染物处理系统及方法

说明书

本发明属于柴油机颗粒物排放控制的后处理技术领域，具体涉及一种柴油机污染物处理系统及方法。本发明处理系统采用周期换向管路连接DOC+CDPF+DOC，通过控制系统控制形成可周期换向的处理系统，系统利用尾气中有机污染物或补充微量的雾化燃料油所发生的化学反应，使DOC+CDPF+DOC内的各自的过滤体和蜂窝陶瓷载体发生自维持蓄热和放热过程，并控制喷入管道微量的雾化油滴，使得DOC+CDPF+DOC系统内部维持在500℃～650℃之间，利用反向流动清除积蓄在壁流式通道上的化学反应残余物和不可燃无机盐等灰烬，不仅可以实现颗粒捕集器DPF连续再生，而且可以同时处理掉颗粒物、CO、HC、可溶性有机物SOF。

技术领域

本发明属于柴油机颗粒物排放控制的后处理技术领域，具体涉及一种柴油机污染物处理系统及方法。

背景技术

柴油机颗粒捕集器(DPF，Diesel particulate filter)是降低颗粒物(PM)排放的最有效柴油机后处理技术。柴油机颗粒物主要由三部分组成，即干碳烟(Dry Soot，DS)、可溶性有机物(Soluble Organic Fraction，SOF)、硫酸盐，其中干碳烟质量分数大约在40％～50％之间，可溶性有机物质量分数大约在35％～45％之间，硫酸盐的质量分数大约在5％～10％。DPF是一种物理性过滤体，过滤捕集的PM沉积在DPF内，会造成柴油机排气背压增大，导致柴油机动力性和经济性恶化。因此，为了避免DPF影响柴油机性能，实现DPF持续工作，必须及时清除DPF中捕集过程中积聚的PM，清除DPF中积聚PM过程称为DPF再生。DPF再生技术成熟程度是决定其能否在柴油机PM控制中推广应用的关键。

DPF再生方法主要包括主动再生和被动再生两种技术。主动再生技术是借助电、微波和喷入柴油燃烧等外加热源，使积聚在DPF内PM实现燃烧清除。主动再生技术需要消耗大量的电能或燃料，并使得柴油机燃油经济性严重下降。另外，还需要一套复杂的控制系统，使得生产成本增加。被动再生技术也称作连续再生技术，是在DPF过滤壁上涂上催化剂层，降低了PM氧化反应的活化能，捕集在CDPF(Catalyst Diesel Particulate Filter)内的PM在较低温度下可以实现催化转化再生，同时还可以对柴油机尾气中的CO、HC、NO等成分进行催化转化。与主动强制加热再生方法相比，连续再生技术具有结构简单和不需要消耗外加能量的优点。然而，柴油机尾气中NOx含量具有不确定性，很难保证CDPF持续稳定地工作。另外，当排气温度高于400℃时，NO而难以产生NO2，CDPF再生效率也会急剧下降。另外，颗粒物(PM)中除了包含碳烟之外，还包含可溶性有机物(SOF)和无机盐，颗粒物中的碳烟、可溶性有机物(SOF)等有机成分被催化转化后，化学反应的残余物以及不可燃的无机盐等灰烬仍然会存留在CDPF过滤体壁面上，定期还需要清理灰烬。

发明内容

为解决上述DPF再生技术问题，本发明提出了一种柴油机污染物处理系统及方法，本发明处理系统采用周期换向管路连接DOC+CDPF+DOC，通过控制系统控制形成可周期换向的处理系统，系统利用尾气中有机污染物或补充微量的雾化燃料油所发生的化学反应，使DOC+CDPF+DOC内的各自的过滤体和蜂窝陶瓷载体发生自维持蓄热和放热过程，并控制喷入管道微量的雾化油滴，使得DOC+CDPF+DOC系统内部维持在500℃～650℃之间，利用反向流动清除积蓄在壁流式通道上的化学反应残余物和不可燃无机盐等灰烬，不仅可以实现颗粒捕集器DPF连续再生，而且可以同时处理掉颗粒物、CO、HC、可溶性有机物SOF。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案

柴油机污染物处理系统，包括控制系统、催化型颗粒捕集器CDPF、氧化催化器DOC和周期换向管路，其中：