柴油机的尾气处理技术
柴油机尾气后处理技术基础介绍
柴油机尾气后处理技术基础开发室性能组李兴民 2009.4内容 尾气后处理技术简介 柴油机尾气的组成 后处理基础知识 典型后处理布置方案DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD尾气后处理技术简介为什么要采用尾气后处理技术？ 为了满足越来越苛刻的环保法 规要求，仅仅依靠发动机本体 的技术措施已经不能满足法规 的要求，专门针对发动机尾气 采用物理、化学方法进行净化 处理的方法叫做发动机尾气后 处理技术DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD排放法规TorqueFull load curve2 (8%) 6 (5%) 5 (5%)8 (9%)10 (8%)4 (10%) 75% load 12 (5%)3 (10%) 50% load 13 (5%)1 (15%) idle2507 (5%)9 (10%)25% load11 (5%)ABC Engine speed100Torque [%]200501500100-5050-1000-1500 Urban 600 Rural 1200 Motorway 1800Time [sec]Engine speed [%]DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD尾气后处理主要技术路线DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDDOC (Diesel Oxidation Catalyst)DOC的功能 1、降低HC和CO 效率达到85%； 2、去除PM中的部分SOF ，降低PM效率可达10-30%； 3、将NO氧化为NO2 DOC的应用 1、乘用车单独应用，降低HC和CO； 2、与DPF或POC连用，提升再生温度，NO2氧化C颗粒； 3、作为SCR系统前级，调整NO和NO2比例DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDPOC (Particulate Oxidation Catalyst)¾ POC的功能 降低PM排放，过滤效率50% ¾ POC的优点 1、没有堵塞的风险 2、完全被动再生（CRT），不需要ECU控制，不需要额外 设备 3、装车尺寸小，易于布置 ¾ POC的缺点 1、要求低含硫燃油 2、相对于DPF转化效率低DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDDPF (Diesel Particulate Filter)¾ DPF的功能 降低PM排放，过滤效率90% ¾ DPF技术的难点在于再生技术 主动再生： 燃烧器再生 HC+DOC再生 电加热再生（应用工程机械） 被动再生 CRT再生技术DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDSCR (Selective Catalytic Reaction)在排气管中喷入尿素作为还原剂 催化器保证化学反应速度及还原反 应的选择性 有利于改善油耗 欧洲卡车欧4的主流技术DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD柴油机尾气的组成21% 78%DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD典型柴油机颗粒的来源可溶性有机物39%SOF (soluble organic fraction)颗粒物柴油（66%）润滑油（34%）可溶润滑油（29%）不可溶润滑油（10%）干碳烟soot （43%）硫酸盐SO4.nH2O （13%）可溶燃油（10%）柴油机颗粒的组成柴油机颗粒是由固体碳烟，在碳的外面吸收了一层可溶于有机物的碳氢化合物和可溶于水的硫酸盐三部分组成颗粒物大小分布典型发动机不同转速负荷颗粒物组成碳氢化合物的蒸发特性蒸发温度分子中碳原子数碳氢化合物的蒸发特性主要取决于碳原子数注意的问题在排气管道中SOF成分通常为气态，在测量时需要冷却到52 ℃，只有碳原子数小于5的有机物为气态，其余成分为液态附着在碳粒表面。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用1. 引言1.1 SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用是一种先进的尾气净化技术，可以有效降低柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）排放。
SCR技术通过在尾气中加入尿素溶液，利用催化剂将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现尾气的净化。
SCR技术在柴油机尾气后处理中发挥着至关重要的作用，不仅能够满足环保法规对尾气排放的要求，还可以提高柴油机的燃烧效率和性能。
在现代柴油机尾气净化领域，SCR技术已经被广泛应用。
无论是商用车辆、工程机械还是发电设备，都可以通过装配SCR系统来实现尾气排放的降低。
尤其是在需要高效、长时间运行和高负荷工作的柴油机领域，SCR技术更是不可或缺的一项技术。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用具有显著的环保和经济效益，可以有效减少有害气体排放，提高柴油机的燃烧效率，并延长柴油机的使用寿命。
随着环保法规的不断加强和科技水平的不断提升，SCR技术在柴油机尾气后处理领域的应用前景将会更加广阔。
2. 正文2.1 介绍SCR技术的原理和工作机制SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是一种用于降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的成熟技术。
其原理是通过在尾气中喷射尿素水溶液（也称为尿素溶液）或氨气，并将其与尾气中的NOx化合物在SCR催化剂上发生化学反应，将NOx还原成无害的氮气和水蒸气。
SCR技术的工作机制可以分为两个主要步骤：尿素水溶液或氨气在SCR催化剂上催化分解，生成氨气（NH3）；生成的氨气与尾气中的NOx在SCR催化剂上发生化学反应，将NOx转化为氮气和水蒸气。
反应的整个过程在SCR催化剂的加速作用下进行，从而有效降低柴油机尾气中的NOx排放。
SCR技术的原理和工作机制既简单又高效，是目前公认最有效的降低柴油机尾气NOx排放的方法之一。
通过合理设计SCR系统，可以实现高效净化尾气，保护环境同时确保柴油机性能和燃油经济性。
柴油机的尾气处理技术
柴油机的尾气处理技术近年来，随着环保意识的逐渐增强，尾气排放问题越来越成为人们关注的焦点。
在所有的机动车中，柴油车的排放量是最高的，因此针对柴油车的尾气处理技术显得尤为重要。
本文将介绍柴油机尾气的成分和危害，并阐述几种主流的尾气处理技术。
柴油机尾气成分柴油机尾气是指排放到大气中的废气，包括氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、颗粒物（PM）和二氧化碳（CO2）等成分。
其中，NOx是柴油车尾气中最主要和最危害的成分之一，它是空气中氮气和氧气在高温下发生反应产生的，它不仅能够致癌，还会对人体的呼吸系统和免疫系统造成影响。
HC是指未燃烧的碳氢化合物，也是柴油车尾气的主要成分之一。
颗粒物主要是由于柴油燃料中的有机物和碳的不完全燃烧产生的固体微粒，其粒径一般在0.25到10微米之间。
二氧化碳虽然并不具有毒性和危害，但是却是温室气体之一，会加速全球气候变暖。
柴油机尾气的危害柴油机尾气排放对人类健康和环境造成了极其严重的影响。
NOx和HC在大气中与氧气反应生成臭氧，臭氧是一种有毒气体，能够引起呼吸系统和眼睛疼痛，甚至引发哮喘等疾病。
PM是导致雾霾和空气污染的罪魁祸首，对人类健康造成极大威胁，如慢性支气管炎、肺癌等疾病。
二氧化碳虽然没有直接的健康危害，但是它会加速全球气候变暖，从而导致严重的气候变化，对人类和地球生态造成巨大损害。
柴油机尾气处理技术目前，尾气处理技术主要分为三类：1.三元催化器技术；2.柴油氧化催化剂技术；3.柴油颗粒捕捉器技术。
1.三元催化器技术三元催化器是一种用于减少污染物排放的催化剂，其主要作用是将NOx、HC、CO等有害气体转化为无害的氮气、水和二氧化碳。
三元催化器由于其较为成熟的技术和良好的效果，已经广泛地应用于汽车尾气处理领域。
2.柴油氧化催化剂技术柴油氧化催化剂技术是将氧化剂注入颗粒捕捉器中，使被捕捉住的颗粒物在足量氧气的气氛下，进行氧化成为较小的固体颗粒，同时在高温下使持续氧化反应，加速固体颗粒和一氧化碳、氢气的氧化，产生的二氧化碳和水分排放到大气中。
柴油发动机尾气后处理技术
217中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.01 （下）汽车行业的蓬勃发展使汽车尾气问题愈加严重，尤其是柴油发动机尾气排放物，如氮氧化物给人们的生命健康造成的威胁不断加大，同时，尾气排放还会造成大气污染，给人们的生产生活都带来了不良的影响。
因此，针对以上存在的这些问题，本文对柴油发动机尾气后处理技术开展了深入分析，其能够有效控制尾气排放量。
这一排放控制技术将会对柴油发动机尾气的处理等发挥重要意义。
柴油发动机尾气后处理技术原新涛（广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林 537000）摘要：我国经济高速发展带来的弊端主要是环境污染问题越来越严重，大气污染严重、空气质量下降等使得人们身体健康面临较大威胁，为了能够改善环境污染问题，提升空气质量等需要引起相关部门的重视，针对柴油发动机尾气的排放等制定严格标准和规范。
而尾气后处理技术的应用和推广后，不仅能够使柴油发动机尾气排放达到标准要求，还能够提升柴油发动机尾气排放的控制效果。
基于此，针对于当前该技术发展的情况，本文在对柴油发动机尾气后处理技术开展有效的分析后，对存在的故障或者故障排除的方法等进行探究，总结了当前柴油发动机尾气后处理技术的发展趋势。
关键词：柴油发动机；尾气排放后处理技术；尾气控制中图分类号：U464.172;X734.2 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）01（下）-0217-031 尾气后处理技术的相关概述汽车排放标准的不同主要与汽车生产注册的时间或者年限等有直接关系。
现阶段，我国汽车尾气排放标准在与欧洲等国家进行对比时，其内容较为相似。
而对于柴油发动机尾气排放而言，要想达到国家尾气排放标准，需要重视对氮氧化合物和颗粒的排放控制。
我国现阶段的排放标准与欧洲排放标准较为类似，并且欧Ⅳ～欧Ⅵ的排放标准要求呈现了温以及相关燃料数量具有十分密切的联系。
柴油车尾气处理POC技术
POC的结构
POC的典型布置形式
POC一般为DOC（前级）+半通 式滤器（后级）的布置形式。
POC的结构是一个多褶皱而不 堵塞的通道，便于捕捉颗粒。
POC的结构
POC特殊的载体结构设计使得排气流体通 畅的同时接触面积广，可以在保证背压的 同时捕捉部分颗粒物并再生。 POC的结构特点决定了其具有较好的热耐 久性和机械性能。
【POC“平衡温度”定义：发动机在指定的工况下对POC加载颗粒物 的过程中，POC的压降没有明显下降时POC的入口温度】
POC的性能评价
——POC的过滤效率—燃油硫含量
（3）由于 POC 在结构上属于半通式过滤催化器，另一部分 SOx 固态 物也直接排出催化器。 （4）在 SO2（气态）→◇SO3（固态）→◇SO4（固态）的过程中， 通常在 400℃左右反应最剧烈，生成 SO4最多，但是在轻型车的使用 上，排气温度相对较低，因此生成的 ◇SO3和 ◇SO4也相对较少，有
过滤效率随灰载 量增大而减小。
POC的性能评价
——POC的过滤效率—灰载量
上图为Corning公司的测试数据，也有相同的结论：过滤效率随灰载量增大而 减小。 Corning公司的经验表明，灰载量达8g/L时，POC将不起净化PM的作用。
POC的性能评价
——POC的过滤效率—NO2/PM比
NO2与PM所需的理论质量比为7.7，实际经验所 需的质量比为12。
POC的结构
金属载体
金属纤维烧结成的多孔结构
பைடு நூலகம்
POC的结构
陶瓷载体
当过滤效率是“0”时,可能会有更好的吹灰效果。
出口端只在堵塞的 通道上有颗粒沉积
5.柴油发动机尾气后处理技术
▪ 排放控制 > 排放法规 > 减少颗粒物（PM）的排放 > 减少氮氧化合物（NOX）的排放 > 控制策略 > 氧化催化器（DOC） > 颗粒捕捉器（DPF） > 控制逻辑与硬件 > 氧传感器对废气的监控和修正 > 失效与燃油要求
Proprietary
06/05/2020
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柴油发动机尾气后处理技术 概述 柴油发动机的燃烧排放物介绍
> 就全球来看，空气中的氮氧化物主 要来源于天然源，但城市大气中的 氮氧化物大多来自于燃料燃烧，以 汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中 氮氧化物的浓度相当高。
> 直接危害 > 人身体器官损害 > 间接危害 > 光化学烟雾、酸雨
Байду номын сангаас
Proprietary
06/05/2020
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柴油发动机尾气后处理技术 概述 柴油发动机的燃烧排放物介绍
> 它是一种淡蓝色的化学烟雾，是由汽车、 工厂等污染源排入大气的碳氢化合物 （HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染 物，在阳光的作用下发生化学反应，生 成臭氧 (O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝 酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化 学反应过程的一次污染物和二次污染物 的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光 化学烟雾。
排气中的主要成分 Major exhaust constituents
排气中的微量成分 Exhaust components found in trace concentrations
Proprietary
06/05/2020
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柴油发动机尾气后处理技术 概述 什么是氮氧化合物 （NOx）
> 包括NO和NO2 - NO－无色气体 - NO2－黄褐色气体 - 柴油机燃烧过程
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是目前处理柴油机尾气中氮氧化物（NOx）的最为先进的技术之一，重汽在生产国Ⅳ柴油机时采用了SCR系统来满足新的排放标准。
SCR系统由催化还原剂和尿素水溶液组成。
催化还原剂是一种重要的催化剂，有助于将NOx转化为分别具有无毒性的氮气和水蒸气，从而降低了柴油机的尾气排放。
尿素水溶液则是用于供给催化剂，其主要成分为尿素和水，当该水溶液进入催化还原剂后可以在特定温度下分解出氨气，从而促进了催化剂的反应。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的工作原理是：柴油机燃烧后产生的NOx进入SCR装置，在催化剂的作用下，NOx与尿素水溶液中的氨气发生反应，生成无害的氮氧化物和水。
而且由于这个催化过程中需要的温度相对较高，通常需要通过柴油机的废气再加热，实现SCR系统催化反应。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的特点是可靠性高，具有良好的效果。
首先，SCR催化剂的制作工艺的加工精度高，耐用程度高，这可以获得一个很好的性能；其次，通过选择适合的尿素水溶液，催化剂的反应速度和效率可以得到很好的提升，使柴油机的尾气排放符合国家的新环保标准，发挥出优秀的功效；此外，SCR系统结构简单，不增加额外成本，相比其他类似技术，SCR装置具有出色的代价效益。
总的来说，重汽国Ⅳ柴油机的SCR系统是一种技术先进、可靠性高、能够成功降低柴油机尾气污染的环保技术。
它成功地解决了NOx排放问题，，有效地减少了对环境的污染，为人们的健康和生活环境提供了承诺。
以下是重汽国Ⅳ柴油机SCR系统相关的数据：1. 重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的氮氧化物（NOx）排放量要求：在负载不超过100%的重量情况下，排放量不超过3.5g/kWh；在负载超过100%但不超过110%的情况下，排放量不超过4.5g/kWh。
2. 重汽国Ⅳ柴油机SCR系统使用的尿素水溶液的成分：尿素占比32.5%，水占比67.5%。
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。
柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。
为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。
然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。
本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。
一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。
1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。
在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。
NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。
即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。
若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。
当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。
这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。
NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。
柴油机的尾气处理技术
柴油机的尾气处理技术作者：朱清霞来源：《科技资讯》 2014年第10期朱清霞(清远市技师学院广东清远 511517)摘要:本文简要介绍了柴油机的发展趋势,与汽油机相比,柴油机有不可取代的优势,并阐述了尾气主要成分和我们现在对柴油机主要污染物的处理技术。
关键词:柴油机尾气污染物中图分类号:TK421 文献标识码:A 文章编号：1672-3791(2014)04(a)-0124-01随着生活水平的日渐提高,汽车的使用越来越普及。
大气污染的问题越来越突出,汽车污染成为了大气污染的主要来源之一,污染问题影响了人们的健康生活,不仅会制约汽车的发展,也牵制着国家的发展。
与汽油车相比,柴油车具有良好的动力性,经济性和热效率高等优点,柴油机在各种动力装置和车辆上得到日益广泛的应用。
据有关机构预测,在2001年至2014的15间,全球的汽车市场总规模将增长39%,其中汽油车增长23%,柴油车增长97%。
由于柴油机具有较高的热效率,原油资源日渐短缺,柴油机的节油效果得到美国、日本、韩国等发达国家的高度重视,柴油机应用在轿车上将成为一种趋势。
与汽油机相比,柴油机的有害气体HC,CO排放量相当低,一般只有汽油机的几十分之一,柴油机的NOx排放量和汽油机处于同一个数量级,而微粒排放是汽油机的30～50倍。
在工作过程中柴油机主要会释放两类物质:一种是可见产物,也就是颗粒物,像碳粒、重碳氢化合物、硫酸盐、油气、水汽及灰分等,第二种是不可见物质,像一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和二氧化硫(SO2)、碳氢化合物(HC)等。
CO是对人体有害的一种气体,不会在大气中自净;气味难闻刺鼻的是SO2;在地理条件合适的情况下,HC、NO在太阳光下会产生光化学烟雾,该物质毒性强烈;NOｘ和SO2易溶于水形成酸雨。
显然,柴油机工作排出的燃烧产物不仅会对人类生存环境造成污染与破坏,而且由于柴油燃烧不完全,造成了能源的浪费。
碳烟越浓,排放的可燃物越多,对环境造成的污染越严重,能源的浪费就越大。
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。
柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。
为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。
然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。
本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。
一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。
1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。
在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。
NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。
即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。
若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。
当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。
这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。
NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。
柴油车尾气处理技术及车用尿素溶液_乔映宾
2012 October
车用尿素溶液及其关键技 术指标
车用尿素溶液是专为SCR系
统配套的还原剂，也称作AUS32
（Aqueous Urea Solution），在
第 五
美国称为DEF（Diesel Exhaust
期
Fluid），在欧洲注册名称为
AdBlue[32.5%（质量分数）的尿素
157
水溶液]。
满足还原反应条件）。在高温下，
由表2可以看出，采用SCR技术
堵住，需要对其定期进行再生。再生
尿素溶液气化后分解产生还原效率
必须安装一套反应系统。但由于SCR
方式有被动再生与主动再生之分：
高的NH3。
技术使用方便，且可以提高燃油经济
◇被动再生是颗粒物在适当的
◇在催化剂作用下，NH3与尾 性，因此具有独特的优越性。
中的尿素含量是关键因素之一。过 高或过低的尿素含量不仅不能提高 NOX 的转化效率，反而会造成氨气 逃逸；过高的NH3/NOX 比造成的氨 气逸失可形成二次污染物氨气[2]。同 时尿素含量直接影响NOX 的催化效 率和尿素溶液的凝固点。
一般柴油车使用的车用尿素溶 液，其尿素含量控制在32.5%±0.7% （质量分数）。欧洲大部分柴油车使 用尿素含量为32.5%（质量分数）的 尿素溶液，因为此尿素溶液的结晶点 相对较低（初始结晶点-11 ℃）。
“十二五”时期是我国全面
建设小康社会的关键时期，也是
着力解决大气环境突出问题的攻
关时期。《国民经济和社会发展
“十二五”规划纲要》将NOX 排放 总量削减10%作为约束性指标，即
到2015年，全国NOX 排放总量控 制在2.046 2×107t，比2010年的
2.273 6×107下降10%。机动车作
柴油机尾气处理应用技术—SCR尾气处理应用技术(柴油机电控系统检修课件)
博世 DeNOx2.2尾气处理组成图
说明：
此系统无 空气供给 装置!
详解见 6.1.2
02
工作原理
工作原理（带空气供给装置）
（1）预注过程 每次钥匙开关打到ON挡，柴油机运转，SCR 系统进入预注过程，该过程是由尿素泵从尿素罐里面抽取一定量 的尿素溶液，对管路进行排空，并流回到尿素罐中，主要目的是 为了防止管路中存在气阻造成液路不畅，同时也是为了使尿素泵 快速建立压力，此过程没有空气吹出。
可能原因及检查步骤
01
尿素量过少
02
尿素管路接反
03
吸液管漏气或堵塞
04
压力管泄露
05 尿素泵堵塞或者尿素泵机械故障
03
喷嘴故障
典型故障
喷嘴电磁 阀故障
接插件、线束损坏，造成开路、短路等；磁阀线 圈烧毁，可以通过测量电阻进行判断。
01
尿素箱部分故障
尿素液位传感器电压高于上限
故障现象
故障灯、OBD灯常亮，报出闪码445（尿素液位传感器 电压高于上限），仪表中尿素液位的显示不准确。
故障机理
一般是线束或接插件开路引起，可以检查传感器接插件1号针 脚（ECU 针脚K57）是否出现开路、与电源短路的故障。如果 不能解决，进一步检查其他针脚、线束是否有故障。
尿素泵又称计量喷射泵 或尿素溶液供给泵，是尿素 溶液喷射计量系统的重要组 成部分，其主要功能是抽取 尿素箱内的尿素溶液，并保 持一定的压力，然后输送到 喷射单元，满足喷射计量系 统对流量和压力的要求。
博世2.2尿素泵外形
尿素泵功用与结构
Kxx—— ECU端接 线端子针 脚号
博世2.2尿素泵线束接口针脚定义
尿素泵功用与结构
博世2.2尿素泵内部结构
柴油机尾气处理应用技术—DPF尾气处理应用技术(柴油机电控系统检修课件)
DPF工作过程—微粒过滤器还原
知识点
01. DPF压差传感器结构和工作 原理 02.压差传感器检测
01
DPF压差传感器 结构和工作原理
DPF压差传感器结构和工作原理
功用：测量DPF前后通道的压力差，ECU根据该压力差判断DPF中颗粒的积聚 程度，决定“再生”触发时刻及额外燃料注入量。同时，ECU还可以通过控制 EGR阀、增压压力和喷油量等来提高尾气温度。
1-DPF压差传感器 2-燃油雾化器总成 3-氧化催化转换器 4-压差传感器插头 5-DPF本体 6-DPF后端温度传感器 7-DPF前端温度传感器 8-DOC前端温度传感器
（DOC+DPF）尾气处理系统组成
DPF本体结构
DPF本体结构示意图
1-流入的废气 2-外壳 3-陶瓷塞 4-蜂窝陶瓷 5-流出的废气
DPF堵塞故障维修示例处理方法
车速切换至较高车速循环（柴油机转速提高到1600rpm以上）， 触发执行原地再生。
01 DPF灯开始常亮时：要求驾驶员在1～4个小时内完成主动再生。
02 高速循环时：完成主动再生约需20分钟。
03 冷机起动的柴油机：原地再生约需1小时。
04 热机起动柴油机：原地再生约需20～30分钟完成。
02
DPF堵塞故障码解读 及维修方法示例
故障码解读
积炭 等级
1 2
3
4
故障 后处理柴油微粒滤 代码 清器指示灯状态
指示灯
维修步骤
柴油机 保护策略
2639 2639 1921
1922
连续 断开 闪烁
闪烁
断开
断开 断开 淡黄色
红色
执行固定再生步骤
执行固定再生步骤
执行固定再生步骤
柴油机尾气后处理技术基础介绍
柴油机尾气后处理技术基础介绍柴油机尾气后处理技术是为了减少柴油机尾气排放中的有害物质，以达到减少环境污染和保护人体健康的目的而采取的措施。
在柴油机燃烧过程中，会产生一系列的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。
这些物质对大气环境和人体健康都有一定的危害。
颗粒物捕集技术是通过将颗粒物捕获并固定在滤芯或SCR催化剂上，从而减少颗粒物的排放。
常见的颗粒物捕集技术有静电捕集器、陶瓷滤芯和SCR滤芯等。
氮氧化物还原技术主要有选择性催化还原（SCR）技术和非选择性催化还原（SNCR）技术两种。
SCR技术是通过在柴油机尾气中注入尿素溶液，在SCR催化剂上发生化学反应将氮氧化物还原为无害物质，如氮气和水。
SNCR技术是将尿素直接喷射到燃烧室中，在高温条件下发生还原反应。
一氧化碳氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将一氧化碳氧化为二氧化碳。
常用的一氧化碳氧化催化剂有铂、钯和铑等。
碳氢化合物氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将碳氢化合物氧化为水和二氧化碳。
常用的碳氢化合物氧化催化剂有铂、钯和钨等。
氯化物捕集技术是通过在柴油机尾气中使用氯化剂捕获氯化物，从而减少氯化物的排放。
常见的氯化物捕集技术有氯化铂、氯化铜和氯化钾等。
除了以上几种基础的尾气后处理技术外，还有其他的一些新型尾气后处理技术，如氧化脱硝（DeNOx）、颗粒物氧化（POx）、低温氧化（LT-Ox）和催化还原燃烧（CRC）等。
这些技术在柴油机排放控制中发挥了重要作用，并逐渐得到了广泛应用。
需要注意的是，柴油机尾气后处理技术的效果和性能不仅取决于技术的选取，还与操作和维护的方式密切相关。
因此，在使用和维护柴油机尾气后处理设备时，需要遵循相应的操作规范，并进行定期的检查和维护，以保证其正常运行和有效排放控制。
柴油发动机尾气后处理技术(SCR)的应用
柴油发动机尾气后处理技术（SCR）的应用林晓周（华南理工大学机械与汽车工程学院11级车辆1班201130080454）摘要：随着柴油机排放法规的日益严格，后处理技术是满足欧IV及以上排放法规必须采用的技术措施。
2010年之后，国家计划三年内实施柴油车国Ⅳ标准，这对EGR技术提出了极大挑战。
EGR技术难以适应柴油车更加严格的排放要求，而SCR则能满足国Ⅳ及国Ⅴ排放标准，因此SCR技术成为了市场发展主流。
SCR 技术被称为目前比较流行和广泛的机外柴油机排放控制技术。
全称叫选择性催化还原技术，其转化器具有很强的选择性，主要是针对NOx的排放控制，其还原系统的还原剂可用各种氨类物质或者各种HC。
关键词：SCR、尾气后处理技术、柴油机、NOx1.EGR与SCR之争为了满足欧Ⅳ～欧Ⅵ排放法规，欧美中重型商用车及柴油机企业在尾气后处理方面，主要采用了两条排放控制技术路线。
其一是“优化燃烧+SCR”技术路线，简称SCR路线。
其基本工作原理是通过优化柴油发动机缸内燃烧过程，使燃烧废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）及颗粒（PM）等排放物得到有效控制并达到法规要求，最后对发动机排出尾气中含量较高的氦氧化物通过专门的车载后处理系统进行技术处理，以满足法规要求。
这一技术路线目前在欧洲占主流，欧洲长途载货车几乎全部采用这一方案。
其二是“EGR＋DOC/DPF/POC（废气再循环＋柴油氧化催化器/柴油颗粒过滤器/颗粒氧化催化器）”技术路线。
其中以“EGR＋DPF”应用最广泛，简称EGR路线。
EGR（废气再循环）技术，是将柴油机排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气融合后进入气缸参与燃烧。
少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOx是在高温富氧的条件下生成的，故对NOx进行了抑制，从而降低了废气中NOx的含量。
这一技术路线在北美市场占主流。
SCR技术是目前世界各国特别是欧盟各国普遍采用的控制柴油车尾气排放的一项成熟技术。
柴油发动机尾气后处理技术
柴油发动机尾气后处理技术发布时间：2021-06-29T10:46:07.867Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘庆洋李艳荣蒋玲王朋王冯[导读] 摘要：近年来，我国经济迅速发展，但与此同时，我国也面临着严重的环境污染问题，这是最严重的问题。
中国石油集团济柴动力有限公司山东济南 250306摘要：近年来，我国经济迅速发展，但与此同时，我国也面临着严重的环境污染问题，这是最严重的问题。
为了解决一系列环境问题，主要是因为内燃机排放量低于标准，政府制定了内燃机排放标准和减少污染。
为此，有关技术人员必须对柴油机进行改造，使其排气符合排放标准。
本文件主要分析了SCR技术在柴油机废气处理方面的现状并分析了未来的趋势。
关键词：柴油发动机；排放；控制技术随着社会的发展和对生产力的需求的增加，柴油发动机已成为越来越受欢迎的重要生产和运输来源。
合理利用柴油发动机运行过程中产生的废气是人类和环境安全的责任这是一个重要的改进柴油机本身。
随着相关标准的提高现有的EGR技术不再符合相关的排放要求SCR 技术的传播和应用是科学发展的正确步骤。
一、相关概述1、SCR基本原则。
这一技术主要用于加热和再生时注射和修复尿素，从而能够处理物质，因此，由于加热，氮氧化物的排放转化为氮和水，以便最终达到既定的排放标准。
该系统包括尿素水箱、各种测量仪器、喷雾器和相关的传感器。
按照排气后工作原则，先将烟道混合，然后再配尿素，喷雾器将尿素溶液喷淋，然后尿素会在高温下分解成氨，然后在催化剂中还原为氮氧化物最后是氮，大量的氨，自然，将转换为氮。
防止泄漏。
这一技术的主要优点是它不会对硫磺敏感，特别是100升。
然后，它的尾矿处理需要5升尿素在水溶液。
该系统主要通过电池满足其基本的电力需求，只有在有电的情况下才能加热；然后，相应的阀门取代空气，以确保气体的化学反应具有一定的空间和时间。
在这一系统中，污染物的排放可减少到最低限度，因此，技术人员应当能够根据系统的基本运行目标和要求合理地操作该系统。
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柴油机的尾气处理技术
摘要:本文简要介绍了柴油机的发展趋势,与汽油机相比,柴油机有不可取代的优势,并阐述了尾气主要成分和我们现在对柴油机主要污染物的处理技术。
关键词:柴油机尾气污染物
随着生活水平的日渐提高,汽车的使用越来越普及。
大气污染的问题越来越突出,汽车污染成为了大气污染的主要来源之一,污染问题影响了人们的健康生活,不仅会制约汽车的发展,也牵制着国家的发展。
与汽油车相比,柴油车具有良好的动力性,经济性和热效率高等优点,柴油机在各种动力装置和车辆上得到日益广泛的应用。
据有关机构预测,在2001年至2014的15间,全球的汽车市场总规模将增长39%,其中汽油车增长23%,柴油车增长97%。
由于柴油机具有较高的热效率,原油资源日渐短缺,柴油机的节油效果得到美国、日本、韩国等发达国家的高度重视,柴油机应用在轿车上将成为一种趋势。
与汽油机相比,柴油机的有害气体HC,CO排放量相当低,一般只有汽油机的几十分之一,柴油机的NOx排放量和汽油机处于同一个数量级,而微粒排放是汽油机的30～50倍。
在工作过程中柴油机主要会释放两类物质:一种是可见产物,也就是颗粒物,像碳粒、重碳氢化合物、硫酸盐、油气、水汽及灰分等,第二种是不可见物质,像一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)和二氧化硫(SO2)、碳氢化合物(HC)等。
CO
是对人体有害的一种气体,不会在大气中自净;气味难闻刺鼻的是SO2;在地理条件合适的情况下,HC、NO在太阳光下会产生光化学烟雾,该物质毒性强烈;NOｘ和SO2易溶于水形成酸雨。
显然,柴油机工作排出的燃烧产物不仅会对人类生存环境造成污染与破坏,而且由于柴油燃烧不完全,造成了能源的浪费。
碳烟越浓,排放的可燃物越多,对环境造成的污染越严重,能源的浪费就越大。
控制重点是氮氧化合物、氢氧化物和颗粒污染物。
当前柴油机尾气排放的主要净化措施有以下几点。
1 利用废气再循环系统降低NOX的生成
柴油机与汽油机一样也有大量的NOX生成,废气再循环(EGR)就是通过回引部分废气与新鲜空气共同参与燃烧反应,利用废气中含有大量的惰性气体(CO2、N2、H2O等)具有较高的比热容这一特性,来降低NOX的生成。
柴油机NOX生成的原因是:燃烧过程的平均过量空气系数虽然比较大,但因混合气成分不均匀,局部燃烧温度仍很高,所以生成大量NOX不过,随着柴油机负荷的降低,NOX的排放迅速减小。
在汽油机上降低NOX最主要的方法是通过废气再循环(EGR),而柴油机也可以通过废气再循环(EGR)来降低NOX排放。
废气再循环
(EGR)为什么能降低NOX呢?因为NOX的生成条件是高温富氧,而废气的引入,一方面使混合气热容量增大,造成相同量的混合气升高同样温度所需热容量增大,从而降低最高燃烧温度;另一方面,废气对新鲜充量的稀释也相应降低了氧的浓度,从而有效的抑制了NOX的生成。
2 利用催化转化技术减少PM、HC和CO的排放
柴油机用催化转化剂与汽油机的基本相同,可用Pt等贵金属。
催化转化剂(Oxidizingtalyst)的作用是促使排气中的PM、HC和CO发生催化反应,被氧化为水和二氧化碳排出。
但因柴油机排气温度低,微粒中的碳烟难以氧化,氧化催化剂主要用于转化可溶性有机组分SOF(Soluble Olganic Fraction),达到微粒排放降低的效果。
同时也可使HC和CO排放进一步降低,还可净化其他有害成分(如乙醛等),以及减轻柴油机排气臭味。
试验表明当使用Pt系催化剂时,由于大量硫酸盐的产生使微粒排放总量比未使用催化剂时高了50％以上,但如果使用Pd系催化剂,在SOF排放明显降低的同时硫酸盐的生成量也不大,因而微粒排放总量降低约1/3。
另外,用氧化硅代替氧化铝作为涂层材料也可以减少硫酸的生成。
发动机刚起动后的催化剂活性很低的低温阶段,排气中的未燃成分HC和PM(ParticulateMatter)中的可溶有机成分SOF被HC的吸附
材料所吸附,当温度升高后,催化剂的活性提高,吸附材料的吸附能力降低,于是未燃HC和SOF脱离吸附材料,在催化转化剂的作用下变为无害的成分排出。
由于采用了和SO2难以反应的材料,催化器的寿命和效率得到了提高。
这种带有吸附功能的催化转化器可使排气中的CO、HC、SOF减少50％～90％。
这种催化器的缺点是不能除去PM 中的炭粒部分。
催化转化器应用的困难主要为柴油中含有较高的硫,燃烧后生成SO2,经催化器氧化后变为SO3然后与排气中的水结合后会生成硫酸盐等。
催化转化效果越好,硫酸盐生成越多,甚至达到平时的8～9倍。
这无疑将抵消掉SOF的减少所带来的环境效益,甚至反而使微粒排放上升。
同时,硫也是催化剂中毒劣化的原因之一。
3 颗粒物的净化技术
柴油机颗粒物的净化技术主要有上述的催化转化技术以及过滤净化技术、颗粒收集或捕集(捉)技术以及催化转化器和过滤器并用技术。
其中最为有效的方法是各种过滤器。
颗粒过滤器也叫颗粒收(捕)集器、颗粒捕捉器等。
颗粒过滤器DPF(Diesel Particulate Filter)的原理是先用过滤装置过滤废气中的颗粒物质,当过滤器收集到的颗粒物太多影响柴油机工作时,然后采用更换过滤器或对收集的颗粒采用氧化或燃烧技术进行
清p柴油机在高速、高负荷运转时,排气温度可以达到600℃以上,过滤器的颗粒能较快地氧化燃烧。
试验表明,大约有85％的颗粒氧化成CO2气体,其余部分因缺氧未完全燃烧,成为CO;而在部分负荷、小负荷时,温度低,不能进行颗粒过滤器的再生。
为了能在多种工况下使颗粒物发生氧化反应变成CO2气体,通常采用降低颗粒开始着火燃烧的最低温度或者提高排气温度的方法。
柴油机的技术得到不断的改进,越来越多的技术应用在对柴油机的尾气处理上,相信在未来,柴油机的尾气排放对环境的污染会进一步降低,柴油机的使用将会大大地提高不可再生资源的利用率。
参考文献
[1]蒋德明．内燃机燃烧与排放学[M]．西安:西安交通大学出版社,2001．
[2]龚金科.汽车排放与控制技术[M]．北京:人民交通出版社,2007,9.
[3]乔映宾,冯明星,朱宗敏,等.柴油车尾气处理技术及车用尿素溶液[J].石油商技,2012,17(10):37-38.
[4]汪家铭.SCOT硫回收尾气处理技术进展及应用[J].石油化工技术与经济,2010,9(20):21-22.。