排放后處理技術(shù)

排放后處理技術(shù)（一）為滿足歐4和歐5排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，歐洲重型載貨車制造商目前采取的措施主要有SCR（選擇性催化還原）、EGR和DPF等方法。廢氣再循環(huán)（EGR）

動(dòng)機(jī)超過一定轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及達(dá)到一定的溫度時(shí)，ECU控制少部分廢氣參與再循環(huán)，而且，參與再循環(huán)的廢氣量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達(dá)到廢氣中NOx最低。以斯堪尼亞重卡柴油機(jī)為例，配置了EGR和渦輪氣體混合裝置，將符合質(zhì)量要求的廢氣返回到發(fā)動(dòng)機(jī)中，使NOx降低了30%，碳油微粒降低了80%，從而達(dá)到了歐*標(biāo)準(zhǔn)。2007年斯堪尼亞又推出可滿足歐5標(biāo)準(zhǔn)的全新EGR發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái),在這些新的發(fā)動(dòng)機(jī)上，斯堪尼亞采用EGR技術(shù)，無需任何后處理裝置即可達(dá)到歐5排放標(biāo)準(zhǔn)。選擇性催化還原系統(tǒng)（SCR）EGR是廢氣再循環(huán)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，該系統(tǒng)的作用就是將柴油機(jī)產(chǎn)生的廢氣的一部分送回氣缸。廢氣被送回氣缸的數(shù)量由ECU進(jìn)行控制。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、進(jìn)氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時(shí)地打開，進(jìn)氣歧管真空度經(jīng)電磁閥真空膜室膜片拉桿將EGR閥打開，排氣中少部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣混合進(jìn)入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進(jìn)入氣缸參與混合氣燃燒。但是由于再循環(huán)的廢氣具有惰性，不參加化學(xué)反應(yīng)，使進(jìn)入缸內(nèi)的混合氣被稀釋，氧氣濃度降低，從而也使可燃混合氣的發(fā)熱量降低；另外由于廢氣中的co2及水蒸氣的熱容量較大，增大了混合氣的比熱容，降低了缸內(nèi)的高峰溫度這兩者都使柴油機(jī)燃燒過程的著火延遲期增加，燃燒速度變慢，缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，而破壞了NOx生成所需要的高溫富氧的條件，故抑制了NOx的生成，降低了柴油機(jī)NOx的排放量。加速踏投開臺(tái)■度 —?掛君職5? 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)EGR系統(tǒng)但是，過度的廢氣參與再循環(huán)，將會(huì)影響混合氣的著火性能，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、低速小負(fù)荷及冷機(jī)時(shí)，由ECU控制廢氣不參與再循環(huán)，以免發(fā)動(dòng)機(jī)性能受影響；當(dāng)發(fā)

SCR是一種機(jī)外凈化系統(tǒng)。其基本原理是在熱的尾氣中添加32.5%的尿素溶劑（AdBlue）作為還原劑。尿素溶液通過一個(gè)加熱的管道從尿素罐中吸取，然后通過壓縮空氣使之均勻吹入尾氣中，尿素溶液在尾氣中被汽化，并釋放出氨氣，然后在SCR系統(tǒng)的催化器中使NO加速轉(zhuǎn)換成純凈的氮?dú)夂退魓汽。由于轉(zhuǎn)換率高達(dá)80%，因此可大大降低顆粒物的排放，另外還降低油耗。據(jù)戴克的測(cè)試結(jié)果表明，SCR技術(shù)與歐3標(biāo)準(zhǔn)的汽車相比，能夠節(jié)省3%—5%的燃油，NOx的排放可低于歐4限值。SCR技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，不僅可以達(dá)到歐4限值，而且只要增加還原劑的劑量，還可滿足歐5標(biāo)準(zhǔn)。另外，SCR催化器還具有不需要維護(hù)，對(duì)柴油含硫無特別要求的優(yōu)點(diǎn)。目前，絕大多數(shù)制造商認(rèn)為采用SCR技術(shù)是滿足歐4和歐5標(biāo)準(zhǔn)行之有效的方法。在歐洲7家商用車制造商中有5家（戴克、沃爾沃、雷諾、依維柯、達(dá)夫）在全部采用SCR技術(shù)。曼和斯堪尼亞則采用SCR和EGR兩條路并行的技術(shù)路線。如：曼公司的直列發(fā)動(dòng)機(jī)在應(yīng)對(duì)歐4和歐5排放時(shí)采用SCR和EGR兩種方法，V型排列發(fā)動(dòng)機(jī)只采用SCR方法。據(jù)說，奔馳公司已開始著手下一代SCR系統(tǒng)的研發(fā)工作，目標(biāo)是將目前的控制型SCR催化器將變成調(diào)節(jié)型催化器，最終目的是使其排出的氨氣盡可能少，直至為零。換句話說，就是借助于AdBlue，盡可能消除廢氣中的氮?dú)夂?。SCR工作原理

為滿足歐4和歐5排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，歐洲重型載貨車制造商目前采取的措施主要有SCR（選擇性催化還原）、EGR和DPF等方法。DPF（柴油微粒過濾器）DPF系統(tǒng)是由能夠高效捕捉PM的耐熱過濾器和將捕集到過濾器的顆粒通過酸化處理等去除的過濾再生裝置組成。如果從現(xiàn)狀、功能、實(shí)用性和可靠性等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的話，目前最好的DPF裝置是陶瓷壁的DPF裝置。DPF的主要功能是捕集PM，降低壓力損失，它應(yīng)具有耐熱沖擊性和耐熱性的性能。從再生方法來看，目前DPF采用的再生方法主要分強(qiáng)制再生和連續(xù)再生。瓦此攫化制 帶催化劑的料柱誼饕毒

此外，在油耗方面，專家認(rèn)為，采用廢氣再循環(huán)氧化催化轉(zhuǎn)化器和微粒捕集器方式來滿足歐5標(biāo)準(zhǔn)與采用SCR系統(tǒng)相比，油耗至少差5%。但是，歐5要求從根本上消除微粒。如果從根本上消除微粒來考慮，專家們認(rèn)為采用連續(xù)再生式CRT捕集器是不可行的。目前，依維柯的歐W、歐V發(fā)動(dòng)機(jī)上除采用了EGR、SCR、AdBlue系統(tǒng)外，在總質(zhì)量大于5t的車輛上還配置了CRT系統(tǒng)。PM-Kat微粒分離器系統(tǒng)PM-KAT是一種微粒分離器系統(tǒng)。該系統(tǒng)（PM-KAT）的工作原理是通過波浪形的金屬層在尾氣中形成渦流。這些金屬層又被包覆在燒結(jié)金屬毛氈中，顆粒物在毛氈中被沉積下來。在PM-Kat系統(tǒng)中使用了伯金材料的預(yù)氧化催化器，NO經(jīng)過氧化變成異?；钴S的NO2,然后在顆粒物分離器的中央?yún)^(qū)域?qū)㈩w粒中的碳重新轉(zhuǎn)化為co2。 2與普通的CRT微粒捕集器相比，PM-Kat顆粒分離器系統(tǒng)最主要的優(yōu)點(diǎn)在是，預(yù)氧化催化器不會(huì)受到油燃燒后所產(chǎn)生的煙灰的損害，從而不會(huì)被堵塞，也不需要維護(hù)。但這種裝置也存在著缺點(diǎn)：PM-Kat只能使用無硫或低硫柴油（硫含量低于50ppm，在德國(guó)已成為標(biāo)準(zhǔn)），另外，據(jù)曼公司介紹，使用該裝置后，油耗將增加2%-3%。德國(guó)曼公司在應(yīng)對(duì)歐4排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)采用的方法是PM-KAT+ARG（微粒分離器+廢氣再循環(huán)）。通過PM-KAT分離器來減少微粒的排放，利用AGR技術(shù)來降低尾氣中NO.的含量。德國(guó)曼公司是世界上唯一一家采用廢氣再循環(huán)和PM（顆粒分離器）-Kat技術(shù)相結(jié)合來達(dá)到歐4標(biāo)準(zhǔn)的汽車公司。曼公司說，它們的這種方法是目前各種應(yīng)對(duì)歐4排放標(biāo)準(zhǔn)方案中一種經(jīng)濟(jì)性較高的陶瓷蜂窩網(wǎng)曼公司的PM-KAT陶瓷蜂窩網(wǎng)曼公司的PM-KAT系統(tǒng)連續(xù)再生式捕集器（CRT）連續(xù)再生式捕集器（CRT）是一種深受大家寵愛的微粒捕集器，它也是一種機(jī)外凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)能不停地捕集碳油微粒，并通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)和加速共軌的噴射，提高排出廢氣的溫度而使捕集到的碳油微粒重新燃燒。但是，實(shí)際上連續(xù)再生式捕集器（CRT）也存在許許多多的不足。例如，系統(tǒng)連續(xù)工作所要求的溫度并非能在任何情況下都能得到調(diào)節(jié)，此外，串聯(lián)的氧化催化轉(zhuǎn)化器對(duì)硫含量比較敏感，如果硫含量過高，就會(huì)朝著按完全相反的方向調(diào)節(jié)，從而使CO和HC自由通過而依附在硫氧化物上，并立即形成二氧化硫（SO），最后形成硫。這不僅助長(zhǎng)了微粒的生成，而且還會(huì)堵塞捕集器，并可能縮短系統(tǒng)的使2用壽命。不僅如此，機(jī)油里聚集的煙灰，隨著時(shí)間的推移，必然會(huì)逐漸堵塞微粒捕集器。微粒捕集器堵塞后會(huì)使廢氣背壓提高，從而使油耗增加。酸化催化劑酸化催化劑NOX吸附還原型催化劑X90年代豐田公司發(fā)現(xiàn)了有關(guān)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凈化催化劑的NO吸附能，對(duì)汽油稀燃比發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行展開的同時(shí)，對(duì)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的上的應(yīng)用也開始了研究。NO吸附還原型催化劑，在稀空氣氛圍中（氧氣共存條件下）的催化劑通過共存的氧氣將NO酸化成NO2再使其和鹽基進(jìn)行反應(yīng)，作為硝酸鹽吸附到催化劑上。然后，通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制和向排氣管添加燃料，，，將排放氣體變成稀空氣氛圍（氧0），吸附在催化劑上的硝酸鹽進(jìn)行分解、還原，直到將NO還原成氮?dú)鉃橹?。X

酸化催化劑是80年代末開始，以將顆粒中的SOF從主體中減少為目的進(jìn)行的開發(fā)。酸化催化劑是由貴金屬白金和金屬酸化物氧化鋁等構(gòu)成。當(dāng)時(shí)，燃料中的硫磺成分約2000ppm，具有強(qiáng)酸化力的酸化催化劑形成硫酸鹽，相反致使顆粒增加。1994年時(shí)燃料中的硫磺成分降低到500ppm的同時(shí)，通過開發(fā)可控制酸化力的酸化催化劑技術(shù)，顆粒的降低已成為可能。酸化力弱的催化劑中碳?xì)浠衔锏认嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定物質(zhì)的減少效果較低，后來在2002年，國(guó)內(nèi)燃料中的硫磺成分規(guī)定為50ppm能夠提高酸化力，使碳?xì)浠衔镱愇镔|(zhì)也大大減少。今后會(huì)以減少排出氣體中的碳?xì)浠衔?、氣味為目的，承?dān)部分后處理裝置的形式進(jìn)行的搭載技術(shù)將不斷擴(kuò)大。R；NQ,存健后制匚隊(duì).FLOCQ■HC,轍存儲(chǔ) 氓：N5■減少NOx吸附還原型催化劑的反應(yīng)裝置共軌臆肘源就NSR地化劑&FW1摧化劑就化郵擱%桃蜒共軌臆肘源就NSR地化劑&FW1摧化劑就化郵擱%桃蜒空煩比傳酷器地料噴射器底力植感券空燧比傳皆昨NOx吸附還原型催化劑，雖不是必需的具有特殊性的還原劑，但通過燃料中的硫磺成分NOx吸附還原型催化劑雖被