柴油车后处理净化技术分析
柴油机尾气后处理技术研究
柴油机尾气后处理技术研究关键词：柴油机；尾气后处理技术；排气1 柴油机尾气后处理技术的发展现状减少尾气有害物排放的关键技术仍然是机内净化技术，即改进混合气的形成过程、优化发动机的燃烧过程、电控技术等，但是，随着国家排放法规的日益严格，单纯的依靠机内净化技术已经很难在满足排放法规的需要，因此，就需要从尾气处理方面着手，也就是尾气后处理技术进一步对柴油机尾气进行处理，以达到减少有害物排放的要求。
当前，在柴油机尾气处理方面被广泛应用的技术主要包括氧化催化器、微粒捕集器以及氮氧化物还原技术等，下面就简单介绍这些技术的发展现状。
1.1氧化催化器（DOC）柴油机氧化催化技术已经非常成熟，目前，國内外各大汽车生产厂商所采用的氧化催化剂主要为铂、钯等贵金属催化剂。
柴油机氧化催化器的主要作用就是对发动机尾气中的一氧化碳、未燃碳氢、二氧化硫等进行氧化处理，它可以明显降低柴油机尾气中的一氧化碳和未燃碳氢，同时还可以氧化尾气中的可溶性有机盐以及炭烟进而减少颗粒物的排放。
1.2微粒捕集器（DPF）柴油机微粒捕集器的主要作用就是尾气中的颗粒物进行过滤处理，当前，微粒捕集器的捕集方式主要是过滤捕集法，市场上通用的过滤材料主要有陶瓷蜂窝载体、陶瓷纤维编织物、金属纤维编织物以及金属蜂窝载体等。
柴油机尾气经排气管进入微粒捕集器多孔结构过滤体内，细密的过滤体将尾气中的颗粒物进行过滤，对颗粒物的过滤效率可高达90%左右。
当微粒捕集器内积累的颗粒物达到一定限值时就会严重阻碍尾气的流通，同时还会影响颗粒物的捕集，因此就需要定期对过滤的颗粒物进行处理，这个过程就称为微粒捕集器的再生过程。
目前微粒捕集器的再生方法主要分为两种，一种是断续加热再生另一种是连续催化再生。
下面就简单介绍一下这两种再生方法：（1）断续加热再生断续加热再生是柴油机微粒捕集器在工作一段时间后，累积的颗粒物达到饱和状态后采用解热的方式清除，这种再生方法又称为主动再生。
目前柴油机尾气后处理装置中使用最为普遍的加热方式是电加热和燃烧加热。
柴油车尾气净化技术评述
柴油车尾气净化技术评述背景介绍随着城市化进程的不断加速和机动车辆数量的迅速增长，尾气排放成为城市中的一个重要环境问题。
其中，柴油车尾气的排放主要包括颗粒物、氮氧化物、无机物质等有害物质，对人体和环境均有危害。
因此，柴油车尾气净化技术的开发和应用一直是一个热门研究领域。
本文将对柴油车尾气净化技术进行评述，并分析其优缺点，为环保工作提供一定的参考意见。
技术概述目前，主要的柴油车尾气净化技术包括SCR技术、DOC技术、DPF技术、LNT 技术等。
这些技术主要通过氨水喷射、氧化反应、颗粒物过滤、催化还原等方式，将有害物质转化为无害物质。
SCR技术SCR技术是一种通过将尿素水溶液（如AdBlue）喷入尾气中，将硝酸盐转化为氮气和水的催化转化技术。
该技术的优点在于能够有效降低氮氧化物排放，缺点是需要经常加注AdBlue，氨排放过高会影响催化器效果，且需要较高的运行温度。
DOC技术DOC技术是一种利用高温下催化剂将一氧化碳、氢气和低浓度的一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）转化为水和二氧化碳的技术。
该技术的优点是具有高催化效率和适应性，缺点是对于高浓度的氮氧化物和颗粒物处理能力较低。
DPF技术DPF技术是一种通过滤芯材料过滤尾气中的颗粒物，将其捕集并转化为无害物质的技术。
该技术的优点在于具有高处理效率和低排放，缺点是需要定期进行滤芯清理和更换，成本较高。
LNT技术LNT技术是一种将尾气中的氮氧化物转化为氮气和水的技术。
相比于SCR技术，LNT技术不需要经常加注AdBlue，但在低温下催化效率较低。
总体来说，不同的柴油车尾气净化技术，在处理不同类型的有害物质方面各具优缺点。
综合考虑各种因素后，需要根据实际情况选择适合的技术进行应用。
技术应用现状近年来，随着环保意识的逐渐加强，柴油车尾气净化技术也得到了迅速普及和推广。
在我国，各地对柴油车尾气排放进行了严格的监管和管理，推广使用颗粒物捕集器和SCR技术等尾气净化设备。
国四大马力柴油机后处理技术路线
国四大马力柴油机后处理技术路线国四标准是指中国针对柴油车排放的一项污染控制标准，于2008年开始实施。
在国四标准下，柴油车的排放要求更为严格，需要配备一系列的后处理技术来净化排放物。
本文将介绍国内四大马力柴油机后处理技术路线。
国四标准要求柴油车的颗粒物（PM）排放控制在每公里0.025克以下，氮氧化物（NOx）排放控制在每公里3.5克以下。
为实现这一目标，国内发展了四大马力柴油机后处理技术路线，分别是颗粒物捕集器（DPF）、氧化催化器（DOC）、选择性催化还原（SCR）和低温尿素溶液喷射系统。
首先，颗粒物捕集器（DPF）是国内柴油车颗粒物排放控制的关键技术之一。
DPF是一种静电过滤装置，可以有效捕集柴油车尾气中的颗粒物。
它通过细小的孔道和滤芯来过滤颗粒物，从而减少对环境的污染。
在柴油车尾气中通过颗粒物捕集器后，排出的尾气中的颗粒物浓度将大大降低。
其次，氧化催化器（DOC）也是国内柴油车排放控制的重要技术之一。
DOC主要用于氧化柴油车尾气中的气态污染物，包括一氧化碳（CO）和氢气（HC）。
氧化催化器中的贵金属催化剂可以在高温下催化气态污染物的氧化反应，将其转化为对环境无害的物质。
通过氧化催化器的作用，柴油车排放的一氧化碳和氢气浓度将显著减少。
第三，选择性催化还原（SCR）是一种用于减少柴油车尾气中氮氧化物排放的技术。
SCR系统主要由催化剂和尿素溶液喷射系统组成。
柴油车尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与尿素溶液中的氨气（NH3）发生化学反应，最终转化为对环境无害的氮气和水蒸汽。
选择性催化还原技术可以有效降低柴油车的氮氧化物排放。
最后，低温尿素溶液喷射系统也是国内柴油车后处理技术的关键部分。
这一系统能够通过向排气管中喷射低温尿素溶液，将尿素溶液分解成氨气。
在SCR催化剂的作用下，氨气与尾气中的氮氧化物发生化学反应，将其转化为无害的氮气和水蒸汽。
综上所述，国内四大马力柴油机后处理技术路线是颗粒物捕集器（DPF）、氧化催化器（DOC）、选择性催化还原（SCR）和低温尿素溶液喷射系统。
重型柴油车污染物排放控制技术分析
重型柴油车污染物排放控制技术分析近年来，重型柴油车的污染物排放一直是环保及交通管理领域内关注的焦点。
然而，随着科技和工艺的不断进步，污染控制技术也在不断升级，本文将分析当前主流的重型柴油车污染物排放控制技术及其优缺点。
一、尾气后处理技术尾气后处理技术是目前重型柴油车最主流的污染控制技术之一。
尾气后处理系统包含颗粒捕集器、SCR技术、DOC技术等，可以有效地降低尾气中的颗粒物和氮氧化物排放，是达到国家排放标准的必要技术手段之一。
1.颗粒捕集器颗粒捕集器（DPF）是目前广泛应用的柴油车尾气净化设备之一。
它的运行基于物理捕集原理，通过过滤器中的孔径拦截尾气中的固体颗粒物，从而降低颗粒物排放。
然而，颗粒捕集器的滤料通常需要进行低温燃烧再生处理，不仅能耗大，而且还会造成二次污染。
2.SCR技术SCR技术是一种将尿素溶液 (32.5%尿素水溶液) 注入到尾气中，使氮氧化物与尿素发生还原反应，生成氮气和水蒸气的技术。
该技术的优点是可靠性高、处理效率好、经济性高，是目前最主流的尾气氮氧化物控制技术之一。
但是，SCR技术需要额外的尿素溶液储存器和注射系统，增加了系统成本和复杂度。
3.DOC技术DOC技术是指将氧化剂喷入尾气中，使气体中的氧化性物质得到氧化，从而有效降低尾气中的排放物。
DOC技术主要用于采用“低碳燃料”（如液化天然气）的柴油车上，而采用传统柴油燃料的情况下，DOC技术并不能有效控制尾气排放。
二、电动及混合动力技术电动及混合动力技术是另一个有潜力降低柴油车污染排放的技术。
纯电动车辆的零排放优势已经得到广泛认可，但其能源密度仍比较低，电池续航里程有限，同时充电设施还存在不足。
因此，目前主流的重型柴油车污染控制技术是混合动力技术。
混合动力技术主要通过增加电动机、电池和电控系统等部件，让柴油机和电机在不同的行驶场景下交替工作，从而达到节能减排的目的。
大多数混合动力柴油车采用系列混合式动力，即在低速行驶和启动时，只由电动机驱动；而在高速行驶时，由柴油机和电动机协同工作。
内燃机排放与控制第6章 柴油机后处理净化技术
（二）燃油中S的影响
（1）硫酸盐覆盖
（2）生成稳定的BaSO4 （3）NH3排放增加
（三）H2O的影响
影响载体Al2O3的活性；但H2O有助于H2与Ba(NO3)2的还原反应生成 N2+Ba(OH)2。
•6.2.2 NOX的选择性催化还原
SCR原理－含义
Selective（选择性） Catalytic（催化） Reduction（还原）
4NO 4HC 5O2 2N2 4CO2 2H2O
6.2.3 等离子辅助催化还原法
离子、激发态分子、原子和 自由基等都是化学活性极强的物 种。首先利用这些活性物种把NO 和HC氧化为NO2和部分氧化的高 选择性含氧HC类还原剂，然后再 在催化剂作用下促使新产生的高 选择性活性物质还原NO2，生成无 害的N2。
标准配备AdBlue的重卡挂车，行驶7200公里，大约需要 100升AdBlue，一般90升的AdBlue缸，行驶6500公里无 需添加，110升的AdBlue缸可以行驶7950公里。所以跑长 途的司机也无需太多担心。拥有SCR系统的商用车上，皆 含有AdBlue的计量表，提供车主尽早加AdBlue 。
100%
SV F VR
排气体积流量（换算到标准状态）与催化器容积之比 催化器容积与发动机排量之比约为0.5-1.0。
200 ℃-400 ℃ 催化剂选择 铂Pt、钯Pd等贵金属，稀土元素
5万英里（约8万公里）
② DOC的老化寿命
高温失活、化学中毒、结焦与机械损伤四类 HC氧化、连续大负荷、紧靠发动机安装
优势：一是不影响发动机燃油经济性，二是易于改装，且反应温度较低，催化剂不含 贵金属，寿命长，对硫不敏感等。
HC-SCR
柴油发动机尾气后处理技术研究
柴油发动机尾气后处理技术研究摘要：柴油发动机诞生以来，就由于其扭矩大、经济性高的优点而广泛应用在各种大功率柴油装置上。
但是，柴油发动机所产生的废气中却包含上百种化合物，此类废气味道古怪，且具有致癌效果，危害人类身心健康，而且还极易对大气造成污染。
因此，如何处理好柴油发动机汽车尾气污染问题，是其发展过程中的重要研究课题。
关键词：柴油发动机；尾气后处理技术；催化还原技术一、对柴油发动机尾气的分析柴油发动机在点燃汽油后喷射产生的废气称之为汽油发动机废气。
柴油发动机废气危害性很大，世界卫生组织专家认为柴油发动机废气和石棉、红矾等化学物质相似，对人类有着很高的致癌性。
二零一七年，世界卫生组织的全球癌症与科研组织也把柴油发动机排气纳入了第一类致癌物名单中。
所以，目前对于柴油发动机尾的处理已经非常紧迫。
发动机废气的物理化学构成复杂多变，它们往往会随着发动机的工作状况而出现明显的改变，这对于其处理来说是不小的障碍，所以通过分析了解其成分是做好下一次处理工作的关键的理论基础。
调查表明，柴油机废气中排出的空气污染物，主要由碳烟颗粒物、烃类物、一氧化碳和氮氧化物等物质构成。
二、柴油发动机尾气处理技术方法（一）催化转化器技术在处理柴油发动机废气中，所使用的催化转化技术是指通过使用适当的催化剂，使废气中的CO和HC产生化学反应，来吸附和处理发动机废气内所含的污染。
利用化学反应将其存在的CO和HC转化为CO2和H2O等对于人类无害的化学物质并在进行环境污染，这样利用催化转换器技术，就能够将汽车尾气污染中的废气逐步降低，之后再加以利用，就能够降低其对空气中的环境污染，使生态环境也能够进行良好的要保护。
而催化的各种生化反应，也就促成了催化氧化器工艺技术的各种多样化，譬如有氧化催化剂工艺技术、还原催化工艺技术，以及三元催化剂工艺技术。
而由于柴油发动机的日益发达，在当前柴油发动机废气处理当中最主流使用的便是二元催化剂技术，因为使用这些二元催化剂技术，就可以合理地让汽车对因焚烧柴油时所释放的CO和HC进行一定的化学反应，进而让其所含有的CO和HC浓度下降，从而减少了其释放在空气当中的几率，从而有效地降低了对室内空气环境所带来的损害。
国六标准下的重型柴油车排放后处理技术简析
721 重型柴油车的国六排放标准随着国家“蓝天保卫战”的实施，环保升级“迫在眉睫”，柴油车排放标准升级如同箭在弦上。
2018年7月3日，生态环境部刊发“关于发布国家污染物排放标准《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（GB 17691—2018）的公告”（以下简称“新国标”），宣布自2021年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的重型柴油车应符合本标准要求。
之后，北京、天津、河北、山东、河南、广东等6省市相继宣布将于2019年7月1日提前实施国六排放标准。
对于重型车而言，无论是压燃式还是气体点燃式柴油机，要想满足史上最严苛的国六排放标准，都必须在发动机后处理上进行大规模的技术升级。
新国标中的发动机标准循环排放限值见表1所列。
柴油机稳态工况（ESC/WHSC ）下国三到国六排放标准中最主要污染物NO x 与PM 限值的主要变化是：氮氧化物（NO x ）和颗粒物（PM ）排放限值和国五相比分别提高了77%和67%，增加了粒子数量（PN ）排放限值要求；变更了污染物排放测试循环，发动机测试工况从欧洲稳态循环（ESC ）和欧洲瞬态循环（ETC ）改为更具有代表性的世界统一稳态循环（WHSC ）和世界统一瞬态循环（WHTC ）。
2 柴油机排放后处理系统的含义及发展新国标中对柴油机排放后处理系统的定义为：催化器（氧化型催化器、三元催化转换器及任何气体催化器）、颗粒捕集器，除氮氧系统、组合式降氮氧系统的颗粒捕集器，以及其他各种安装在发动机下游的削减污染物的装置。
通常为了降低重型柴油车气态污染物和颗粒污染物的排放，一般会采用以下两种方式：一是利用发动机机内净化从根源上减少污染物的产生；二是通过增加后处理系统尽可能地将产生的污染物通过化学反应消除掉。
对采用清洁高效的缸内燃烧控制技术，减少发动机的原始污染物排放是发动机开发工作中最重要、最基本的工作。
利用发动机机内净化可以有效控制颗粒物的排放，能满足国三排放法规。
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。
柴油车后处理技术及应用
第十页，共38页
1、SCR催化剂
由于SCR是带温度窗口的催化反应，催化剂的性能在低
温和高温段存在问题，所以发展的焦点是在低温段和高温段
同时，扩大催化剂的温度窗口，提高催化剂性能。
第十一页，共38页
SCR催化剂
• 负载的氧化物催化剂：Mn，Ni等氧化物负载催化剂，
低温活性好（150℃左右），高温活性有待提高。
溢出对人体的危害和催化剂报废后的处理困难。
• 高温下N2O的形成 ，N2O是较稳定的破坏臭氧层的温
室气体。
• SO2氧化为SO3的高活性 ，SO2氧化为SO3后与NH3 和
H2O反应生成NH4HSO4,，(NH4)2S2O7， 和 H2SO4，腐
蚀和阻塞催化剂 。
第十四页，共38页
钒化合物对人及动物有中度或高度毒性。其毒性作用
由于其毒性，若是报废后不回收处理（处理无效益）或者处
理不好，将会造成严重污染。特别是在我国社会管理程度不
是很高的情况下，使用V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3) SCR催化剂
将会造成严重的环境问题。
由于已有无毒，性能比V2O5-TiO2-WO3(Mo2O3) SCR催
化剂优异得多的SCR催化剂，淘汰已成必然。
柴油车后处理技术
及应用
第一页，共38页
内容
一、柴油机尾气的特征及后处理的难度
二、Urea-SCR
三、DOC
四、DPF和POC
五、值得注意的几个问题
六、醇类燃料（含氧燃料）车尾气净化
第二页，共38页
一、柴油机尾气的特征及后处理的难度
1、尾气的危害和净化前景
•
汽车尾气：HC，CO，NOx和颗粒物（PM）等污染
第七章车用柴油机后处理净化资料
惯性碰撞机理与综合过滤机理
惯性碰撞机理一般把 微粒理想化为只有质 量而没有体积的质点。 当气流转折时，微粒 仍有足够的动量按原 运动方向继续对着捕 集物前进而偏离流线， 使一些微粒碰撞到捕 集物而被捕集。
综合过滤机理认为在 微粒的过滤过程中， 扩散、拦截和惯性碰 撞通常是组合在一起 同时起作用的，但这 三种机理并不是完全 独立的。
2-拦截机理微粒； 3-惯性沉积机理微粒
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第七章 车用柴油机后处理净化
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扩散机理
微粒的尺寸越小，排气 温度越高，则布朗运动 越剧烈，扩散沉积作用 越明显。
不同直径微粒的扩散捕集效率
当微粒直径小于1μm时，需要考虑微粒的扩散作用，当 微粒的直径小于0.1μm时，扩散作用已经十分显著。
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第七章 车用柴油机后处理净化
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再生技术
除去微粒捕集器内 沉积的微粒的过程
称为再生。
微粒捕集器
在微粒捕集器再生过程的研究中，经常要涉 及过滤体中已经沉积的微粒质量或过滤体负 载量以及再生效果两个概念。
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第七章 车用柴油机后处理净化
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过滤体负载量
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第七章 车用柴油机后处理净化
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过滤机理
通过对多种柴油机排气微 粒捕集途径的研究比较， 宜采用多孔介质或纤维过 滤材料对排气进行过滤， 目前应用最多的是壁流式 蜂窝陶瓷。一个好的过滤 体应该是过滤效率高且压 力损失低。
微粒捕集示意图
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第七章 车用柴油机后处理净化
过滤体负载量用无量纲的负载参数M表征
M p1 / pe
Δp1 —沉积或负载微粒后的排气背压； Δpe —洁净的捕集器在同一工况下的排气背压。
浅谈柴油机国六阶段后处理方法及技术路线选择
浅谈柴油机国六阶段后处理方法及技术路线选择柴油机是一种以柴油作为燃料的内燃机，广泛用于汽车、船舶和机械设备等领域。
随着环境保护意识的增强和汽车废气排放标准的逐步升级，柴油机的排放控制也越来越重要。
国六标准是我国柴油机排放控制的最新标准，对柴油机的排放要求更加严格。
在国六阶段，柴油机的后处理方法及技术路线选择是一个关键问题，本文将对其进行深入探讨。
国六阶段柴油机的后处理方法可以分为三类：废气处理、颗粒物处理和氮氧化物处理。
下面将分别介绍这三种后处理方法及其技术路线选择。
一、废气处理方法废气处理是指对柴油机燃烧后产生的废气进行处理，以降低其中有害物质的含量。
常见的废气处理方法包括三元催化器和氧化催化器。
1.三元催化器三元催化器主要用于减少氧化铱催化剂，通过氧化还原反应将废气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和不完全燃烧产物等转化为水、二氧化碳和氮气等无害物质。
三元催化器具有体积小、效果好、成本低等优点，因此在国六阶段被广泛采用。
2.氧化催化器氧化催化器主要用于处理高浓度一氧化碳和挥发性有机物。
氧化催化器通过铂金属催化剂将废气中的一氧化碳和挥发性有机物氧化成二氧化碳和水。
氧化催化器是一种低温催化氧化技术，可以在相对低的温度下达到较高的净化效率。
二、颗粒物处理方法颗粒物是指柴油机排放废气中的一种可吸入颗粒物，其主要成分是细小的颗粒状物质，包括无机盐、碳化合物、氧化物等。
颗粒物处理方法包括颗粒物捕集器和颗粒物氧化催化器。
1.颗粒物捕集器颗粒物捕集器是一种用于捕获和降低柴油机排放颗粒物排放的装置。
颗粒物捕集器采用无机陶瓷滤芯或金属滤芯，通过滤芯的孔隙捕集和储存颗粒物，并定期进行再生，以恢复滤芯的捕集能力。
颗粒物捕集器具有高捕集效率和净化效果好的特点，被广泛应用于柴油机的后处理中。
2.颗粒物氧化催化器颗粒物氧化催化器是一种利用氧化剂（如二氧化氯等）对柴油机排放颗粒物中的碳氢化合物进行催化氧化的装置。
颗粒物氧化催化器通过氧化反应将颗粒物中的碳氢化合物转化为二氧化碳和水，从而降低颗粒物的排放。
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。
第7章 柴油机后处理净化
特点：容易保证完全燃烧，但
需单独的高压丙烷气瓶。
特点：比较方便，但燃烧过程的
组织比较困难，尤其在冷启动时 可能导致燃烧不良，造成二次污 染。
转折时，微粒 仍有足够的动 量按原运动方 向继续对着捕 集物前进而偏 离流线，使一 些微粒碰撞到 捕集物而被捕 集分离。
假设：微粒是只有
质量而没有体积的质 点
注意：由于柴油机
微粒质量太小，其 扩散作用要强于惯 性作用。
4．综合过滤机理
❖ 如果扩散、拦截和惯性碰撞三种机理同时作用， 则有：
❖ 理论上存在透过性最大的微粒直径； ❖ 若微粒小于这个直径，扩散作用占主导，总的捕
集效率随直径的减小而增加； ❖ 若微粒大于这个直径，拦截和惯性碰撞作用占主
导，总的捕集效率随直径的增大而增加。
7.2.2 过滤体材料及结构
❖ 微粒捕集器对过滤材料的要求是：
（1）高的微粒过滤效率； （2）低的排气阻力；
矛盾!!!
（3）高的机械强度和抗振动性能；
（4）并且还须具备抗高温氧化性、耐热冲击性和
微粒接近 过滤表面， 一旦微粒 与过滤表 面的距离 小于或等 于其半径 （即微粒 半径大于 或等于过 滤微孔直 径）时， 微粒就被 拦截捕集。
假设：微粒只有大小 而没有质量
由于各沉积机理综合的作用，微 粒会在过滤体表面形成堆积（等 同于减小过滤体微孔孔径），使 拦截作用加强。
3．惯性碰撞机理
原理：当气流
微粒捕集器
微粒捕集器的关键技术 是过滤材料的选择与过滤 体的再生，其中又以后者 尤为重要。
本节主要介绍微粒捕集 器的过滤机理、过滤体材料 及其结构、过滤体再生三个 方面的问题。
柴油机微粒捕集器
7.2.1 过滤机理
柴油车车辆尾气处理方案
柴油车车辆尾气处理方案柴油车是现代交通中不可或缺的交通工具，但是它的尾气排放却成为了环境污染的主要来源之一。
因此，如何降低柴油车的尾气排放已经成为当前环保领域的一个热门话题。
本文将介绍几种目前常见的柴油车车辆尾气处理方案。
一、柴油车尾气净化装置柴油车尾气净化装置是常见的一种处理方案。
它可以将尾气中含有的氮氧化物、碳氢化合物、SO2等有害物质，在车辆排放之前进行净化处理，达到降低尾气排放的目的。
在柴油车尾气净化装置中，最常见的技术是SCR（Selective Catalytic Reduction, 选择性催化还原）技术。
这种技术通过注入尿素溶液催化还原氮氧化物来达到净化的效果。
二、柴油车尾气再循环技术柴油车尾气再循环技术是一种有效的降低柴油车尾气排放的方案。
它通过安装再循环系统，将部分废气重新引入引擎内进行燃烧，使已经燃烧过的气体再次燃烧，减少废气的排放量。
同时，它还可以降低柴油车的燃油消耗，使车辆的性能得到提高。
三、柴油车催化转化技术柴油车催化转化技术是一种通过添加特定催化剂来实现化学反应的技术。
在柴油车的尾气排放中，将一些有害气体转化为无害气体，减少尾气对环境造成的损害。
这种技术可以与其他技术结合使用，如在SCR技术中使用催化转化技术，以增强净化效果。
四、柴油车电动化技术柴油车电动化技术是一种将传统柴油车的动力来源由内燃机转变为电力机的技术，从根本上解决了柴油车尾气排放的问题。
它通过安装电动机并替代传统的柴油发动机来提供车辆的动力。
同时，末端排放的废气也得到解决。
五、柴油车尾气浓度监测与控制系统柴油车尾气浓度监测与控制系统是一种可以通过检测和控制车辆尾气的排放浓度来保护环境和人类健康的技术。
它可以利用先进的传感技术和自动化控制技术，对车辆的尾气排放浓度进行全面监测，达到精细化管理的目的。
以上是常见的柴油车车辆尾气处理方案。
每种方案都有其独特的优点和适用场景。
通过选择合适的方案，可以减少柴油车排放的废气对环境造成的影响，提高柴油车的安全性和环保性。
模块六 车用柴油机后处理净化
第七章 车用柴油机后处理净化
被动再生系统 大负荷再 生 被动再生 系统 排气节流 再生 催化再生 燃油添加 剂再生
大负荷再生
柴油机的排气温度是随其工况变化而变化 的。在高速大负荷运行时，排气温度可以 达到500℃以上，在此温度下，沉积在过滤 器内的微粒可以自行燃烧，从而达到过滤 器再生的目的。
第七章
微粒捕集示意图
第七章
车用柴油机后处理净化
过滤机理的分类
第七章
车用柴油机后处理净化
扩散机理
在排气气流中，微粒由于受到气体 分子热运动的碰撞而作布朗运动， 使微粒的运动轨迹与流体的流线不 一致。初始排气中的微粒浓度分布 是均匀的，布朗运动不会引起微粒 的宏观输运，即微粒浓度分布的均 匀性不会发生改变。但是，当流场 中出现捕集物后，捕集物对微粒的 运动起到了汇的作用，从而造成排 气中微粒分布的浓度梯度，引起微 粒的扩散输运，使微粒脱离原来的 运动轨迹向捕集物运动而被捕集。
第7章 车用柴油机后处理净化 7.1 概述
7.2
7.3
微粒捕集器
NOX机外净化技术
7.4
氧化催化转化器
第7章 车用柴油机后处理净化
复习提问
• 简述三效催化转化器的主要性能指标及影响因素。 • 简述催化器匹配技术的重要性并谈谈你的理解。
导入新课
分析了车用柴油机微粒捕集器的过滤机理，介绍了 常用过滤材料及其再生技术。同时还讨论了NOX的 吸附催化还原、选择性非催化还原、选择性催化还 原以及等离子辅助催化还原等NOX的机外净化技术 和氧化催化转化器。
泡沫陶瓷的显微结构
陶瓷纤维毡过滤体结构
第七章 车用柴油机后处理净化
金属基过滤材料
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柴油车后处理净化技术分析
摘要：人类在认识到汽车尾气排放污染物的危害之后，就不断的探索新的方法来改善汽车排放性能。
其中美国、日本和欧洲各国还最早建立了严格的排放法规，这更促进了相关技术的革新。
我国对汽车尾气排放控制的研究起步较晚，与发达国家的差距较大。
他们开发和使用的各项技术对我们的研究有一定的参考价值。
从我国的国情出发，从环境保护的源头出发，研究和探讨符合我国的环保措施。
为了减少汽车尾气污染物的排放，我们根据各种污染物的生成机理和影响因素出发，采取相应的改善柴油机后处理净化技术，对于改善汽车尾气污染物的排放有重要意义。
关键词：柴油车后处理净化
1 柴油车后处理净化概述
随着柴油机在汽车中的应用日益广泛以及排放法规日趋严格，在对柴油发动机进行机内净化的同时，必须进行后处理净化。
机内净化措施有效的降低了微粒排放，但由于一是润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发动机不可能不消耗润滑油，二是机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价，而细小微粒对人体和环境的危害更大，三是降低微粒与降低 nox之间存在一定的矛盾。
因此仅仅依靠机内净化技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。
国内外研究的微粒机外净化主要有等离子净化、静电分离、溶液清洗、离心分离及微粒捕集器等
（1）等离子净化技术：可同时降低柴油机排气中的多种有害成分。
柴油机排气中的有害成分经过等离子反应器，会发生复杂的化学反应，其中no 很容易氧化成no2 。
由于no2 有很强的氧化性，在柴油机排气温度下就可将碳烟微粒氧化成碳的氧化物，从而降低污染。
（2）静电分离技术：是用电场对排气微粒进行静电吸附，达到微粒净化的目的。
虽然柴油机排气微粒整体上呈电中性，但是85%左右的微粒都为带电粒子，每个带电粒子有1-5个基本正电荷或负电荷。
在排气通道中建立高压强电场，排气气流流过电场时，带电粒子分别被异性电极吸附。
静电捕集技术的主要问题是设备体积大、结构复杂、成本高，且气流流速对静电捕集效率的影响较大。
（3）溶液清洗技术：让排气通过水或油来清洗微粒的方法。
这种方法简单，适合于固定的排气设备。
瑞典研究人员曾尝试将车用柴油机的排气管做成文氏管，利用喉管处的负压将水分吸入排气中，稀释和清洗排气中的微粒和 nox，获得一定的效果。
2 微粒捕集器
采用过滤材料对排气进行过滤捕集，即微粒捕集器法。
柴油机微粒捕集器被公认为是柴油机微粒排放后处理的主要方式，微粒捕集器的关键技术是过滤材料的选择与过滤体的再生。
下面主要介绍微粒捕集器的过滤机理、过滤体材料及其结构、过滤体再生等三个方面的问题。
2.1 过滤机理
柴油机排气微粒捕集，宜采用多孔介质或纤维过滤材料对排气进行过滤，目前应用最多的是壁流式蜂窝陶瓷。
微粒捕集过程可以按过滤体结构特征不同分为表面过滤型和体积过滤型两种。
前者主要用比较密实的过滤表面阻挡微粒，后者主要用比较疏松的过滤体积容纳微粒。
采用不同过滤材料的微粒捕集器结构可能各不相同，但过滤机理基本一致。
用由细孔或纤维构成的过滤体来捕集柴油机排气中的微粒时，存在以下四种过滤机理：扩散机理、拦截机理、惯性碰撞机理和重力沉积机理。
（1）扩散机理
在排气气流中，微粒由于受到气体分子运动的碰撞而作布朗运动，初始排气中的微粒浓度分布是均匀的，布朗运动不会使微粒浓度分布的均匀性发生改变。
当流场中出现捕集物后，捕集物对微粒的运动起汇的作用，从而造成排气中微粒分布的浓度梯度，引起微粒的扩散输运，使微粒脱离原来的运动轨迹而被捕集。
（2）拦截机理
拦截机理与微粒的尺寸有关，认为微粒只有大小而没有质量，不同大小的微粒都将随流线绕流捕集物流动。
当微粒接近过滤表面，一旦微粒与过滤表面的距离小于或等于其半径，即微粒半径大于或等于过滤微孔直径时，微粒就被拦截捕集，过滤体起了筛子的作用，这就是拦截机理。
（3）惯性碰撞机理
在惯性碰撞机理中，一般把微粒理想化为只有质量而没有体积的
质点。
当气流在流入微孔内时，气流收缩导致流线弯曲，由于微粒的质量是气体微团的几十倍甚至上百倍，当气流转折时，微粒仍有足够的动量按原运动方向继续对着捕集物前进而偏离流线，偏离的结果使一些微粒碰撞到捕集物而被捕集分离，这就是所谓的惯性碰撞机理。
2.2 再生系统
利用微粒捕集器在过滤过程中，微粒会积存在过滤器内，导致柴油机排气背压增加，使柴油机工作开始明显恶化，导致动力性、经济性等性能降低，必须及时除去沉积的微粒，才能使微粒捕集器继续正常工作。
除去微粒捕集器内沉积的微粒的过程称为再生，这是微粒捕集器能否在柴油机上正常使用的关键技术。
（1）主动再生系统
主动再生系统是通过外加能量提高气流温度到微粒的起燃温度使捕集的微粒燃烧，达到再生过滤体的目的，主动再生系统通过传感器监视微粒在过滤器内的沉积量和产生的背压，当排气背压超过预定的限值时就启动再生系统。
根据外加能量的方式，这些系统主要有：喷油助燃再生系统、电加热再生系统、微波加热再生系统、红外加热再生系统以及反吹再生系统。
（2）电加热再生系统
电加热再生在微粒捕集器工作一段时间后，采用电热丝或其它电加热方法，周期性的对微粒捕集器加热使微粒燃烧。
用电阻加热器供热再生可避免采用复杂昂贵的燃烧器，同时电加热可消除二次污
染。
为了提高电阻加热器的再生效率，一般力求使电阻丝与沉积的微粒直接接触。
（3）微波加热再生系统
上述的喷油助燃再生系统和电加热再生系统一样，均有突然加热过滤体而浪费能量的缺点，实际有效的能量是把已沉积的微粒本身加热到起燃温度，于是尝试利用微波独具的选择加热及体积加热特性再生微粒捕集器再生过程中过滤体内部温度梯度小，热应力引起的过滤体损坏的可能性减小，再生窗口宽，再生过程易于控制，但加热的均匀性有待进一步的改善。
微波再生效率高，没有二次污染，是一种很有前途的热再生技术。
（4）红外加热再生系统
当物体的温度高于绝对零度时，物体向外放射辐射能，且辐射能在某一温度范围内可达到最大。
在柴油机微粒捕集器的再生过程中，加热器的辐射能量主要集中在红外波段。
利用这一原理，选择控制的温度所对应辐射能大的波长范围内的红外辐射材料，将其涂覆在基体上，当基体受热并达到所选择的温度和波长范围时，涂层便放射出最大辐射能。
红外再生提高了加热速率和热量利用率，从而使被加热物体迅速升温而达到快速加热的目的，减少再生过程的能量消耗。
3 氧化催化转化器
由于柴油机排气含氧量较高，可用氧化催化转化器（occ），进行处理，消耗微粒中的可溶性有机成分sof来降低微粒排放，同时也
降低 hc和 co的排放。
氧化催化转化器采用沉积在面容比很大的载体表面上的催化剂作为触媒元件，降低化学反应的活化能，让发动机排出的废气通过，使消耗hc 和 co的氧化反应能在较低的温度下很快地进行，使排气中的部分或大部分hc 和 co 与排气中残留的 o2化合，生成无害的co2 和 h2o。
柴油机用氧化催化剂原则上可与汽油机的相同，常用的催化反应效果较好的催化剂是由铂（pt）系、钯（pd）系等贵金属和稀土金属构成。
用有多孔的氧化铝作催化剂载体的材料并做成多面体形粒状（直径一般为2～4mm）或是蜂窝状结构。
尽管柴油机排气温度低，微粒中的碳烟难以氧化，但氧化催化剂可以氧化微粒中sof的大部分（sof可下降40%～90%），降低微粒排放，也可使柴油机的co 排放降低30%左右，排放降低50%左右。
此外，氧化催化转化器可净化多环芳烃（pah）50%以上，净化醛类达50%～100%，并能够减轻柴油机的排气臭味。
虽然氧化催化转化器对微粒的净化效果远远不如微粒捕集器，但由于碳氢化合物的起燃温度较低（在170℃以下就可再生），所以氧化催化转化器不需要昂贵的再生系统，投资费用较低。
轻型汽车柴油机使用氧化催化转化器效果较好。
作者简介：张金友，汽车维修技师，主讲：发动机、底盘、汽车专业英语。