中国柴油机排放后处理装置

中国柴油机排放后处理装置评价技术现状

葛蕴珊

北京理工大学

2010年10月

主要内容

柴油机排放控制的相关标准和法规； 相关测量设备；

排放产物的物理化学分析方法；

台架实验和PEMS的应用

结论

柴油机在中国应用广泛

国家相关标准法规

GB17691-2005 规定了满足国家IV、V阶段的重型柴油机的排放标准现值和测量方法，是最基本的标准依据；

GB18352.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）

GB20890-2007 重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法

GB3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法

GB20891-2007非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国I、II阶段）

国家相关环境标准

HJ437-2008车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断（OBD)系统技术要求；

HJ438-2008 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排放控制系统耐久性技术要求

HJ439-2008 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车在用符合性技术要求；

地方技术指南

北京市在国内率先进行了部分柴油车的技术改造，主要依据以下技术指南：

1.北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南-2007；

2.北京市柴油车颗粒物后处理产品评价方法实施

细则

柴油机改造后实施效果评价的依据

根据改造的目的和希望达到的排放标准的期望值，依据国家标准和国家环境保护标准，制订相应的技术规范，柴油机的用途不同，实验方法和评价方法也不一定相同，车用、非道路、船用等等的评价方法不尽相同

针对颗粒物的技术改造

针对NOx的技术改造

针对颗粒物和NOx的综合技术改造

柴油机颗粒物后处理技术评价的关键

根据以往的经验，一般DPF都有良好的颗粒物捕集效果，关键是能否可靠再生，长期使用是否对车辆的功率油耗产生明显影响，因此评估技术的重点是耐久性的考核，以及在使用过程中的监督管理，因为一般加装DPF后会多多少少增加燃油消耗量，使用OBD技术和远程监控技术对车队实施管理师十分必要的。

柴油车改造后实施效果的评价

建议首选方法是在重型车转鼓上进行实验，按照一定的实验规程，利用标准的重型发动机排放测量系统，用滤纸称重法测量改造前后的颗粒物消减效果，辅助利用颗粒物粒径分析仪器测量各不同粒径的控制效

果；

在不具备上述实验条件时，可以在在用车排放检测设备上（LUGDOWN设备），利用颗粒物粒径分析设备进行测量评价；

或者在实际道路上，在等速工况下，进行测量评价，这种方法的效果受实验条件的影响较大。

主要内容

柴油机排放控制的相关标准和法规； 相关测量设备和方法；

排放产物的物理化学分析方法；

台架实验和PEMS的应用

结论

利用车载排放系统进行效果评估

车载排放设备能够方便的在实际运行条件下进行排放测量，进行车用柴油机、非道路柴油机的排放测量。

车载气体污染物的测量技术已经成熟，比较典型的设备有SEMTECH-DS，OBS-2000等。

颗粒物测量方法五花八门，迄今为止，没有任何一种测量技术被管理部门批准作为车载颗粒物测量技术，相关技术的评估还在进行中

气态污染物测量装置（NO X ,HC, CO, CO 2)

SEMTECH-DS 车载尾气分析系统

-仪器按照美国EPA 的40CFR Part1065 Subpart J 的要求设计，核心分析模块小型化、防震

-精度达到实验室分析仪器精度

-适合于车载尾气中CO\CO2\NO\NO2\THC\O2等气体分析。

气体分析

-CO/CO2分析方法：NDIR （干式）

-NO/NO2分析方法：NDUV 非分散紫外光谱（干式）-THC 分析方法：HFID 加热火焰离子监测（湿式）

颗粒物测量装置

MAHA-MPM4

用于汽油和柴油颗粒物测量；

采用激光技術，具有高稳定性；

MPM4可以测量低於0.0001mm的颗粒物大小测量范围0-750mg/m3

不同的颗粒物排放测量设备

在发动机实验台架上，根据相关标准对实施效果进行评价，颗粒物的基本测量方法是滤纸称重法，其它方法只能作为辅助手段；因为目前各种粒径分布测量方法都是基于气溶胶的测量原理进行实验，不同原理方法之间的差别较大，并且都不能等同滤纸称重法；

建议对技术改造后的非常规污染物进行监督评价，检验是否有新生污染物；

应按照相关耐久性标准，进行耐久性实验；

主要内容

柴油机排放控制的相关标准和法规； 相关测量设备；

排放产物的物理化学分析方法；

台架实验和PEMS的应用

结论

不同粒径的颗粒物的基本粒子

(TEM)

柴油机排放中挥发性有机物的分析

采集醛酮类化合物

采集C 6-C 16VOCs

挖掘机测试

平地机测试

压

路

机

测

试挖

掘

机

测

试

工程机械的排放测量

车载排放测量实验

船舶排放测量

主要内容

柴油机排放控制的相关标准和法规； 相关测量设备；

排放产物的物理化学分析方法；

台架实验和PEMS的应用

结论