尾气处理报告

对于柴油机尾气颗粒物的处理切入点：通过对颗粒物施加磁场与电场的作用，使碳颗粒带电或者带磁，以便对其进行收集。一.碳的磁化每个碳原子含有6个电子；三个电子的自旋向上；三个自旋向下。因而整个原子的总磁矩为零；故碳为抗磁性原素。（作规道运动的电子在磁场中将受到劳伦次力的作用,产生附加的拉莫尔运动。因而产生感生电流。根据安培定则,该电流产生的诱导(感生)磁矩与磁场的方向相反。抗磁性现象正是由于存在这种感生磁矩而引起的。）磁化率是表征磁介质属性的物理量，易知石墨的磁化率相对较低，通过资料我们知道碳为抗磁性材料，通过外加磁场的方式虽然可以使之带上磁性，但是这种磁性相对较弱，会导致因为磁性不够而达不到相应的要求，即碳颗粒随着排出的尾气吹到外界中，故认为使用外加磁场进行收集的方式并不能适应我们的要求。磁场力作用原理主要包括高梯度磁力分离和磁力团聚两个方面。高梯度磁力分离的原理是指，磁介质磁化后产生的磁场与外加磁场发生相互叠加，从而形成较高的梯度磁场，磁化后的颗粒受到磁场梯度力作用而被磁介质吸附，从而对气流中的颗粒加以分离。该技术是在磁场的作用实现气固分离，可以在磁场中设置聚磁介质，例如细的铁丝或者钢毛，通过产生的磁场梯度对已经磁化的颗粒进行捕集。磁团聚原理是通过先将颗粒进行磁化，磁化后的颗粒之间因磁力的原因，发生吸引作用而产生碰撞，通过增加颗粒大小的方式进行分离。原因是燃煤具有铁磁特性，但碳本身并不具有磁性。并最终团聚在一起但是现在的问题是碳元素的磁化率相对较低，而且这项技术的实施需要气体中含有铁磁物质以及该种物质的多少，存在一定的难度与一些局限性。二.运用电场对碳颗粒进行收集观点：1.碳是非金属,所以碳不能被磁铁所吸引。2.pm的影响是因为其当量直径过于细小，才会对于环境照成影响。是否可以通过将细小的颗粒聚集形成一个体积较大的颗粒，以便于对其进行收集。柴油机尾气颗粒的形成机理柴油机颗粒的形成首先是气相燃油分子在高温缺氧的条件下发生部分氧化和热裂解，生成各种不饱和烃类，这些烃类不断脱氢形成碳粒子，并逐渐聚合成直径在2nm左右的soot核。气相烃和其他物质不断凝聚在soot核的表面，以及soot核间的聚合使得soot核不断增大，形成直径20-30nm的soot基元，soot基元经过聚集形成直径在lμm以下的球状或链状的多孔性聚合物。同时，部分未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳粒上吸附聚集，最后形成微粒。3.根据碳颗粒形成的机理，考虑将其聚集形成更大的颗粒,在气体中喷入化学团聚剂，使得整个碳颗粒的体积增大，从而有利于碳颗粒的收集。（想法：当碳颗粒聚集到一定大小的时候，是通过什么方式进行回收，通过水还是溶液?或者时还是通过自身的重量进行沉积？）4.通过在尾气中喷水雾的方式，增加环境中的水汽饱和程度，增加碳颗粒的重量，通过这种方式使颗粒长大，还可以吸附部分其他的颗粒，增加颗粒物的惯性。①静电除尘静电除尘器由两个电极组成。电极间加上电流电压后，在电极之间产生电场。颗粒污染物随废气经过电场，粒子被离子碰撞并使其带有电荷。带电的粉尘就向集尘极移动，达到极板。这样，空气中污染物就被吸附在极板上，使空气得到净化，尘粒也由于本身的重力落入灰斗。除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法．在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集．含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(B)和接地的阳极板(A)之间所形成的高压电场通过时，由于阴极(B)发生电晕放电、气体被电离,此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动，即圆筒的外壁A接高压电源的正极，中间的金属丝B接负极。电极A、B间接高电压后，之间产生了很强的电场，气体分子被电离成为电子和正离子，电子较轻，容易被粉尘吸附，故粉尘带负电，被正极A吸引，最后在重力的作用下颗粒物会落于下面的漏斗里面，可以定期将漏斗拿出进行清理。问题：在排出的气体中，温度可能会比较高，这样会不会影响电离的效果。②电团聚技术电团聚的原理是利用高压电极首先对颗粒进行荷电，然后在交变电场的作用下，使颗粒产生振动，由于粒径不同的颗粒，在电场中产生振动的速度和振幅不同，粒径较小的颗粒的振幅较大，而粒径较大的颗粒，其振幅则较小，从而增加了不同粒径的颗粒之间发生碰撞的几率，从而导致两者碰撞并进而产生团聚，增大颗粒的粒径，减少小颗粒的数量。该技术与静电除尘的差别在于其核心技术在于利用颗粒的振幅使颗粒物产生碰撞，从而增加颗粒物的颗粒大小。三.声波团聚技术利用高强度的声场使气溶胶中微米和亚微米级细粒颗粒物发生相对运动并进而提高他们的碰撞团聚速率，使细颗粒物在很短的时间内，粒径分布从小尺寸向大尺寸方向迁移，颗粒数目减少。声波团聚的关键在于颗粒物可以得到团聚，由于排气流量相对较大，所以需要设计一个相对较大的团聚室，其目的是保证有足够的团聚时间(大约在2-5秒)，保证颗粒不会因为团聚的大小达不到要求而无法达到收集的效果。四.化学团聚剂通过在气体中添加化学团聚剂的预处理方法，通过物理吸附以及化学反应的方式，来对碳颗粒物进行控制。目前主要有两种化学团聚的方法：燃烧中化学团聚以及燃烧后化学团聚燃烧中化学团聚指的是在燃烧室中注入高温条件下能够稳定存在的固相或气相吸附剂，通过未气态细颗粒物前驱物（前面提到的soot）提供凝结基核的方式或则是发生化学反应的形式，抑制细颗粒物的形成，并增大颗粒物的粒度燃烧后化学团聚指的是在烟雾中喷入少量的团聚促进剂，利用絮凝理论增加细粒物之间的粘附能力，从而促使细粒物团聚长大。构想：化学团聚剂喷射的方式可以作为颗粒物处理预处理的形式,可以在燃烧室以及后期设置一个化学团聚剂喷射装置，将雾化的化学团聚剂喷射出来，用来增加颗粒物的大小，方便后续的收集工作，同时还可以设置喷射氨水的装置，即增加SCR环节，减少氮氧化合物的浓度，也可以增加水分的饱和度，对气体进行干燥之后使用添加电场，声场或者磁场的方式对于碳颗粒物进行收集。