柴油机排放后处理技术
SCR技术
ESC 循环中分别采用怠速为800r/ min, 转速为2 125 r/ min, 转速为2 710 r / min,转速为3 295 r/ min下。SCR 前 后气态污染物测试结果显示：大部分工况点NOx 转化率在 70 %~ 80% 左右, 个别工况点在50 %以下。 ETC循环中采用了快速加载和减载模拟瞬态工况。发动机 在1 s 内能够迅速将转速和扭矩加载至目标值。结果经修 正后将阶跃比例作为NOx 预测值的修正参考量如图：
随着柴油机越来越严格的排放法规的出台柴油机排放控制技术 有了很大的发展。但由于柴油机 自身燃烧方式原因，在颗粒物 （PM）排放和氮氧化物（NOx） 排 放之间存在此消彼长即所谓的 “trade-off”效应。 有研究表明，许多机内净化措施 以牺牲动力性及燃油经济性为代 价。因此柴油车达到国Ⅳ排放标准必须将机内净化不后处理技 术相结合。高效的排气后处理技术 SCR，同时还有对发动机改 动较小，对油品质要求丌高等优点。 SCR在国外得到了相当广 泛的应用，被验证是达到欧Ⅳ甚至欧Ⅴ最有效的后处理方法。
4NH3+3O2→2N2+6H2O
温度对SCR催化转换器的工 作效率有着一定的影响。钒 基催化剂的高效温度范围为 250～500℃。一般中重型 发动机排气温度很少能达到 这么高的温度。沸石分成铜 基和铁基沸石。铜基在低温 时催化能力较强，适用于排 温较低的发动机，铁基适合于排温较高的发动机。沸石的 价格较高。右图为各种催化剂的高效催化性能温度范围。 丌同温度下催化剂转化效率。
SCR（selective
catalysis reduction）技术是指在富 氧条件下，选用合适的催化剂（V2O5-TiO2、AgAl2O3、以及人造沸石等），使还原剂不废气中 NOx的化学反应被催化加速。试验证明采用氨水 做还原剂可以降低NOx排放量90%以上，但需要较 复杂的控制系统，丏残留微量的氨对人体危害较 为严重。所以目前比较有倾向性的看法是采用质 量分数32.5%尿素水溶液作为柴油机SCR的还原剂 （Urea-SCR）。这是由于尿素的水溶液在高于 200℃下即产生氨： (NH2)2CO +H2O→2NH3+ CO
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。
柴油机排气后处理装置技术要求第5部分：后处理器机械性能
中国环境保护产业协会标T/CAEPI □□－20□□柴油机排气后处理装置技术要求第5部分：后处理器机械性能Technical Requirements of Diesel Emission Aftertreatment DevicesPart 5: Mechanical Performance of After-treatment Converter（征求意见稿）中国环境保护产业协会发布T/CAEPI XXX-201X目 录前 言 (III)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 技术要求.......................................................错误！未定义书签。
4.1 一般要求 (3)4.2 机械性能要求 (3)5 试验程序 (4)6 试验方法 (4)6.1 密封性试验 (4)6.2 轴向推力试验 (4)6.3 水急冷试验 (4)6.4 热振动试验 (5)6.5 热疲劳试验 (6)7 检验规则 (7)7.1 检验分类 (7)7.2 检验项目 (7)8 标志、包装、运输、储存 (8)T/CAEPI XXX-201X前 言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，促进环保技术装备发展，规范柴油机排气后处理装置的技术要求和试验方法，降低柴油机尾气排放中的污染物对空气质量的影响，制定本标准。
CAEPI XXX-201X《柴油机排气后处理装置技术要求》分为如下5个部分：——第1部分：氧化型催化转化器（DOC）；——第2部分：选择性催化还原器（SCR）；——第3部分：柴油机颗粒捕集器（DPF）；——第4部分：氨逃逸催化器（ASC）；——第5部分：后处理器机械性能；本部分为T/CAEPI XXX-201X 第5部分。
本部分规定了柴油机排气后处理装置后处理器的机械性能技术要求和试验方法。
本部分是对HJ451-2008《环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置》的修订，与原标准相比主要变化如下——增加了后处理器封装单元的技术要求和测试方法 ；——增加了后处理器总成热疲劳要求和试验方法 ；——修改了密封性技术要求，将压降要求改为泄漏量要求；——修改了轴向推力试验方法，根据载体的大小，线性关系增加轴向力；——修改了预处理条件，调整了预处理温度；——修改了水急冷试验方法，将四段式循环方式改为两段式；——修改了振动试验方法；——修改了试验条件和试验程序；——修改了检验规则。
柴油机后处理技术的发展现状及趋势
锅炉的脱硝 中得到了成功 的应用 ，而后才用到机动 车排放 控 制 上 。作 为最有 希 望满 足 欧洲 柴 油机
１ ． １ 选 择 性催化 还 原技 术 选 择性 催 化还 原 技术 （ Ｓ Ｃ Ｒ ） 最 早 在 治理 发 电厂
Ｂ ａ Ｃ Ｏ 吸附剂 的 Ｌ Ｎ Ｔ为例 ，其原理见图 １ 嘲 ：稀燃 （ 即正常运转 ） 时 ，排气中的 Ｎ Ｏ通过催化剂被氧 化成 Ｎ Ｏ ， ，而后通过吸附剂以硝酸钡 的形式存储起
的 ｌ ／ ５ ～１ ／ ３ ；需要增加额外 的 Ａ ｄ Ｂ ｌ ｕ ｅ 贮藏罐 ，增 加整车空间布置的困难 ；需要考虑氨气 （ Ｎ Ｈ 。 ） 的密
封问题 ；需要对排气温度进行控制 ； 需要尿素供应
如静电式微粒收集器 、电压捕集技术等 ， 但前两种 是 目前净 化柴 油 机微 粒 的主流 技术 。
２ 净化 Ｐ Ｍ 的后处理技术
柴油机排放 的 Ｐ Ｍ 由干碳烟 ｆ Ｓ ｏ ｏ ｔ ） 和附在其表 统的闭环控制 ，提高系统 的转化效率和性能 ，其转 面的硫酸盐 、未燃烧或未完全燃烧 的碳氢化合物组 化效 率可以高达 ９ ５ ％。Ｓ Ｃ Ｒ对燃油 中的硫不太敏 成 ，粒径小于 １ ０ ０ ｎ ｍ，可长期悬 浮于近地层 ，吸 感 ，被认为较为适合在燃油硫含量高的国家和地区 人人体肺部后损害其 内通道的 自净机制 ，造成机械 短 时间 内投入使用 。而其缺点主要表现 为 ：目前 性超负荷又有致癌作用。 目前降低 Ｐ Ｍ 的方法有氧 Ｓ Ｃ Ｒ系统的价格昂贵 ，几乎 占到发 动机 总体价格 化催化器 （ Ｄ Ｏ Ｃ ） 、微粒捕集器 （ Ｄ Ｐ Ｆ ） 和非过滤技术
柴油车后处理净化技术分析
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。
柴油发动机尾气后处理技术
了降低油耗。当然它也能降低氮化物排放,但这个效
减少,颗粒物排放量会更低,且由于燃料充分燃烧,所
以也更省油。所以 SCR 是极其伟大的发明。
目前相关研究人员已经研发出了这项 技 术 并 成
功应用在其自家的科索系列卡车柴 油 机 上。率 先 应
部件的使用寿命,如果螺栓松了,会 造 成 金 属 构 件 疲
1.
2 汽缸盖
劳,引起零件的断裂。发动机缸盖是极易产生疲劳损
缸垫座位于汽缸体和汽缸盖之间,作用是密封和
伤的零件 之 一,其 机 械 疲 劳 强 度 与 螺 栓 的 预 紧 力 有
隔离,如果汽缸盖因为疲劳造 成 松 弛 等 现 象,会 导 致
EGR 技术不恰当的做法之一。
步入正轨,相信在不远的未来,可 以 达 到 科 技 与 环 境
知识没有能让广大的车主或准车主了解,这个是推广
3
小结与展望
关于汽车的尾气处理技术,
EGR 和 DPF 是 站 对
立面的。EGR 使燃料不充分燃烧以降低燃烧室温度,
进而减少 氮 氧 化 物 的 产 生,但 是 这 会 产 生 大 量 颗 粒
1.
1 螺栓预紧力
缸走漏严峻时,发动机功率会 显 著 下 降,甚 至 不 能 作
螺栓是连接螺纹的零件,是最常用最基础的零件
业。因此,假设发动 机 运 转 中 出 现 功 率 下 降 缺 点,除
之一,在使用的时候必须要拧紧,才 可 以 承 载 工 作 负
了查找影响发动机功率下降的相关原因外,还需要检
荷,在载荷之前预先受到的力的作用,就是预紧力,预
关。本文简述了螺栓预紧力跟螺栓寿命之间的关系,
SCR技术在柴油机尾气后处理上运用探究
SCR技术在柴油机尾气后处理上运用探究摘要：现阶段，大气污染问题越来越严重，尾气排放所带来的污染问题也成为了有关部门关注的焦点。
针对于柴油机的尾气排放，相关部门也出台了相关的政策法规进行规范和限制。
因此为了契合于国家规定的排放要求，必须要全面推广柴油机尾气后处理技术。
从当前技术发展与应用情况来看，选择性催化还原技术（SCR）是当前应用范围最广泛的尾气后处理技术。
这种处理技术的性价比非常高，能够对柴油机的排放进行精准控制，与传统的EGR技术相比有着明显的优势。
鉴于此，下文中将对该技术的具体应用进行详细介绍。
关键词：SCR技术；柴油机；尾气后处理引言现阶段，在社会经济发展水平不断提升的情况下，我国的汽车保有量持续上升，汽车市场也由此实现了飞速发展。
无论是在生产和日常生活中，汽车都为我们带来了极大的便利，在经济发展当中，汽车扮演着不可获取的重要角色。
但是在汽车全面普及的情况下，其尾气排放所带来的污染问题也是不容忽视的。
汽车尾气当中主要的污染气体为NOx以及其余一些燃烧不充分的气体，对于柴油发动机来说，在尾气排放处理上也是主要针对于NOx气体，通过相应的技术进行处理。
目前，SCR技术是柴油发动机尾气后处理应用非常广泛的一种技术，下文中笔者将对该技术进行详细的分析与论述。
一、EGR技术概述在SCR技术没有全面普及之前，柴油机尾气排放处理技术主要使用的是EGR技术。
EGR技术同样是减少尾气当中NOx的排放，其主要原因就在于废气当中的二氧化碳。
发动机当中排出来的废气在进气管中和其他气体进行混合，之后进入到气缸当中进行燃烧。
由于废气当中的二氧化碳成分无法完全燃烧，降低了氧气在混合气体当中的占比，进而减少NOx的生成。
EGR 技术的核心在于让废气再次参与燃烧以减少NOx的生成，但是废气与燃料的混合会导致燃料气体的成分发生改变，进而增加了很多不确定因素，影响发动机的正常工作。
随着技术的不断发展与进步，EGR技术开始逐渐被淘汰，更先进的SCR技术成为了柴油机尾气后排放的主要应用技术。
欧Ⅳ技术总结
2.美国2007年的排放法规中对微粒的排放限制要比欧洲更严格（跨欧4、 欧5阶段）。因此大多数的发动机厂商只有采用DPF路线才能满足排放 法规的要求。
4
3.国内发动机厂家可选的技术路线
◆EGR+DOC路线： 国际上仅仅SCANIA公司采用此技术路线。此路线要求发动 机本身的技术水平很高。 ◆ EGR+DOC+DPF (闭式）路线：要求系统主动再生功能，硬件成本高，开发 成本高，仅美国市场使用，目前国内还没有采用此方案的厂家。 ◆目前国内发动机厂大都采取EGR+POC和SCR两种，在商用车轻型车以上SCR路 线占主流。
3.技术成本低
注：本表不包含经济性分析和使用风险分析
项目 缺点
EGR+DOC+DPF(开式）即EGR+POC
1. 额定功率会下降7％－9％，油耗增加7%。 2. 不适合停车启动操作，更适合在发动机排温 高而且比较稳定的长途运输中使用。 3. 使用陶瓷载体，捕集器的再生，一般需要 附加能源,增加了这一路线的油耗和系统成本 增加。 4 . 要求硫含量达到低于50ppm的水平，理想情 况要求达到10ppm～15ppm的水平，对我国 的石油工业在2010年前达到这一要求似乎有 困难。 5. 废气中含有的灰分会逐渐堵塞捕集器，增加 排气背压，使油耗恶化。 6. 因需要EGR系统，导致燃烧爆发压力高。 7. 相对较高的燃油喷射压力。 8. 燃油滞后喷射，易引起机油中含碳的问题。 9. 一般国III发动机原有的结构需要改变 。
本图方案一是指SCR系统，通过加大提前角等燃烧手段极大的降低颗粒，而产生大量NOx， 再采用SCR触媒后处理系统降低NOx。方案二是指EGR系统，通过减小提前角等燃烧手段极大的 3
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。
柴油机排放控制及后处理技术综述
柴油机排放控制及后处理技术综述摘要：柴油机作为一种高效、耐久的内燃机，已广泛应用于各种车辆和工业设备。
然而，柴油机排放对环境和人类健康产生了负面影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的焦点。
本文综述了柴油机排放控制和后处理技术的发展现状和趋势，涉及了选用低排放燃料、优化燃烧过程、采用催化转化器和选择适当的颗粒物收集器等相关技术。
本文的研究对于推进柴油机排放控制和后处理技术的发展具有重要意义。
关键词：柴油机，排放控制，后处理技术，催化转化器，颗粒物收集器正文：1. 研究背景及意义柴油机是一种高效、可靠的内燃机，广泛应用于汽车、船舶、发电机和工业设备等领域。
与汽油发动机相比，柴油机具有更高的热效率和更长的寿命。
但是，柴油机的排放却对环境和人类健康产生了负面影响，主要包括氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等。
这些有害物质对大气、水体、土壤等环境产生危害，同时也会对人体呼吸系统、神经系统和心血管系统等造成影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的重要方向。
2. 排放控制技术2.1 优化燃烧过程为了减少柴油机排放，可以通过优化燃烧过程来降低排放。
其中，最重要的是减少NOx的生成。
NOx的生成主要是由于氮气与氧气在高温下反应而产生。
减少NOx的方法主要包括：控制燃烧温度、增加燃烧室的湍流强度、采用外部EGR等。
2.2 选择低排放燃料选择低排放燃料也是减少柴油机排放的重要手段。
低硫燃料、生物柴油、混合燃料等都可以降低排放物的生成，特别是低硫燃料可以显著减少排放物的生成。
3. 后处理技术3.1 催化转化器催化转化器是一种将有毒气体转化为无害气体的设备，主要应用于减少NOx和CO的排放。
当废气穿过催化转化器时，催化剂将有害气体转化为水和二氧化碳，从而减少气体的污染。
3.2 颗粒物收集器颗粒物收集器是一种将颗粒物捕集并减少其排放的设备。
该设备可以过滤掉柴油机排放的颗粒物，从而降低颗粒物对环境和人体健康的影响。
HW：柴油机后处理技术概述
当下常用柴油机后处理技术:1 SCR （Selective Catalytic Reduction选择性催化还原技术）1.1NH 3- SCR 1.1.1 反应原理使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为 32.5%，符合DIN V70070 国际标准，市场上也称之为“ AdBlue ”溶液。
当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。
第一步：热解反应CO （NH 2）27加热T NH 3+ HNCO第二步：水解反应HNCO+H 2O T 催化剂 T NH 3+CO 2尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x 发生化学反应，具体反应方程式如下4NH 3+4NO+O 2T 4N 2+6H 2O 4NH 3+2NO+2NO 2T 4N 2+6H 2O 8NH 3+6NO 2T 7N 2+12H 2O 1.1.2 控制方法尿素SCR 系统主要由后处理控制单元 （DCU ）、尿素泵（SM ）、喷嘴（DM ）、尿素罐、 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。
廉倉我力和置 ------- 通讯信号DCU 为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。
SCR 系统开始工作时，DCU 首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶液开始流动。
控制单元通过 CAN 总线与发动机的ECU 进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上 催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应 机理还原尾气中的 NO x ,多余的尿素被送回到尿素罐内。
1.1.3 存在的问题1.1.3.1低温工况下NO x 转化率低SCR 催化器及I ------ 1 --------- 5砸嚥iiB 度传感猛J上游 卜游--------------尿素在废气温度为160 C左右时，开始发生热解反应产生异氰酸（HNCO）和一部分氨气。
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。
国六柴油车后处理系统精讲
国六柴油车后处理系统精讲一、汽车排放物（一）污染物的定义和危害所谓国六发动机就是满足国家第六阶段排放法规的发动机。
从此处就能看出排放的重要性，我们国六发动机排放技术主要处理对象是哪些成分呢？氮氧化物和微粒。
1.氮氧化物NO X：在内燃机排放的氮氧化物中占压倒性多数的是一氧化氮NO，其主要来源是参与燃烧的空气中的氮，而汽油和轻柴油本身含氮很少，不足以产生显著的氮氧化物排放，只有重质燃油可能含有千分之几的氮，可能从排期中有一部分所谓的“燃油氮氧化物”。
氮氧化物其中有一氧化氮NO和二氧化氮NO2两种成分，一氧化氮NO是无色气体，本身毒性不大，但在空气中缓慢氧化成二氧化氮NO2，二氧化氮NO2就不是那么“温柔”了。
二氧化氮NO2是褐色气体具有强烈的刺激味，被吸入人体后与水结合成硝酸，引起咳嗽、气喘甚至肺气肿和心急损伤。
氮氧化物NO X是在地面附近形成含有有毒臭氧的光化学烟雾的主要因素之一。
2.微粒：对于柴油机而言，排放中最重要的就是微粒了，这也就是为什么有的城市要求加装DPF（微粒捕集器）的原因。
柴油机排放的微粒，主要成分是碳，其粒度一般小于0.3um，可长期悬浮在空气中而不沉降，会深入人肺深部造成机械性超负荷，碳粒上还吸附有硫酸盐及多种有机物质，有不同程度的诱变和致癌作用。
（二）污染物的产生为什么空气中氮气会引起氮氧化物排放呢？正如我们之前所了解的氮气是稳定性较好的气体，比如有时给汽车充气就用氮气，我们不可否认氮气的稳定性，但是氮气的稳定也是相对而言，在发动机缸内，燃烧温度在2000摄氏度，在这种高温下氮气也就没那么稳定了。
生成的活性氮原子与空气中氧气结合生成氮氧化物NO X，但是氧气大部分被燃油燃烧掉了，所以生成的大部分污染物是一氧化氮NO，进而在大气中慢慢氧化生成二氧化氮NO2。
从前所述可知，影响氮氧化物生成的主要因素是温度和氧气，进一步分析的话就是通过这两个方面抑制氮氧化物NO X的生成了。
微粒的产生的主要原因是可燃混合气不均匀，燃烧不充分，形成未完全燃烧的碳粒，这些碳粒吸附有害物就成了我们日常所说的微粒。
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。
国六后处理系统国六柴油后处理系统介绍
国六柴油后处理系统介绍大家都在说“国六排放发动机”归根结底还是后处理系统不一样，那么国六后处理整体方案有那么些呢?接下来我们就一一盘点一下。
国六后处理系统采用DOC+DPF+SCR+ASC技术，采用双NOx传感器，4温度传感器，1压差传感器。
采用非空气辅助尿素喷射系统。
国六后处理结构示意图如下：国六后处理系统采用DOC+DPF+SCR+ASC技术DOC: Diesel Oxidation Catalyst 柴油机氧化催化器DPF: Diesel Particulate Filter 柴油机颗粒净化器SCR: Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原反应ASC: Ammonia Slip Catalyst氨净化催化器1、箱式催化消声器(适用K15/K13/11)箱式催化消声器外形尺寸：710mm×622mm×625mm2、箱式集成消声器(结构适用K09/08/K05/S06)箱式集成消声器外形尺寸：650mm×550mm×625mm3、一字圆桶式集成式消声器(K08\K05\S06\S04\Y30\Y24)一字圆桶式集成式消声器外形尺寸：φ260mm×1070mm\φ 258mm×1005mm\φ220mm×950mm4、U型集成式消声器(K09\K08\K05\S06\S04)U型集成式消声器适用于后置客车，尺寸根据机型各异5、S型集成式消声器(K09\K08\K05\S06\S04)S型集成式消声器适用于后置客车，尺寸根据机型各异6、气体发动机国六后处理整体方案：气体机后处理系统采用EGR+TWC技术。
国六后处理结构示意图如下：气体发动机国六后处理整体方案国六后处理系统 DPF系统介绍及堵塞原因2019-10-23 16:58:46类型：投稿来源：卡车之家作者：噬魂小大噬魂选车，用车，玩车▎重型柴油汽车排放法规●国六后处理系统技术路线和系统架构后处理系统包含以下部件：催化转化器：DOC+SCR+ASC颗粒捕集器：DPF尿素供给单元、喷射单元燃油计量单元、喷射单元传感器：温度传感器、氮氧传感器、压差传感器、PM传感器▎DPF基本原理DPF由多孔壁流式陶瓷材料制成，并涂覆有贵金属涂层，分为封装、卡箍、载体、衬垫等四个部分；它的主要功能是捕集柴油车尾气中的碳烟颗粒以及其他颗粒物，以达到净化尾气的作用；DPF捕集的这些碳烟颗粒以主动或被动再生的方式，会在载体内部被燃烧掉，转变成少量灰分物质；这些灰分是一种不可燃烧的物质，主要构成是润滑油添加剂的化学成分，如钙、硫、锌及磷的化合物；随着DPF的使用，这些物质会不断堆积堵塞DPF，造成发动机限扭、动力下降、油耗上升，甚至直接损坏DPF总成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
柴油机排气后处理技术的探讨摘要围绕车用柴油机排放控制这一主题。
对国内外柴油机排放法规的发展趋势进行了综述。
对满足面向世界排放法规的柴油机排气后处理控制技术进行了探讨。
关键词：柴油机排放法规排气后处理微粒捕集器微粒氧化催化器选择性催化还原低温等离子引言柴油机在节能与CO排放方面的优势是包括汽油机在内的所有热力发动机无2法取代的。
柴油机排气中有PM, N Ox , HC 和CO 等有害污染物, 其中PM 和NOx 是排放法规的主要控制对象。
为减轻柴油机对大气环境的污染, 各国排放法规越来越严格。
在发动机常用工况范围内, 仅采用机内措施降低PM 和NOx 排放已逐渐趋于极限, 只有对柴油机排气采取后处理净化措施, 才能满足未来更为严格的排放法规。
目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器DOC、颗粒捕集器DPF,针对NOx排放的选择性催化还原技术SCR、稀燃NOx 捕集技术LNT 、低温等离子技术等。
一、国内外排放法规目前世界上已形成以美国、欧洲、日本为代表的三大排放法规体系, 其他各国基本上是采纳其中一种。
图1 和图2 示出欧美及中国重型柴油机PM 和NOx 的部分排放法规限值的对比。
图中欧洲和中国采用的是欧洲稳态测试循环下的限值, 美国采用的是瞬态工况标准测试循环下的限值。
图1 欧洲、美国和中国的NO图2 欧洲、美国和中国的PMX排放限值排放限值由图1 和图2 可以看出: 美国由U S2002 至U S2010, NOx 排放限值由5. 36 g/ ( kW h) 降低到0. 27 g/ ( kW h) , 减少95% , PM 排放限值由0. 13 g/ ( kW h) 降低到0. 013 g / ( kW h) , 减少90%, 过渡时间为8 年; 欧洲从2000 年的欧#标准到2008 年的欧! 标准, NOx 排放限值由5. 0 g / ( kW h) 降低到2. 0 g/ ( kW h) , 减少60%, PM 排放限值由0. 1 g/ ( kW h) 降低到0. 02 g/ ( kW h) , 减少80% , 过渡时间为8 年; 我国自2007 年国III( 欧III) 标准到2012 年的国V( 欧V) 标准, 过渡时间仅为5 年。
日趋严格的排放法规推动着国内柴油机技术和燃油制备技术的迅速发展, 同时也使其面临严峻的考验。
二、几种常见柴油机排放后处理技术1． DOC (Diesel Oxidation Catalyst)技术柴油机氧化催化器(DOC)以铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量从而降低PM的排放。
系统及实物见图4 。
其氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样。
同时可以有效减少排气中的HC，CO。
氧化催化器可以除去90％的SOF，从而使PM排放减少40％~50％。
其对HC 和CO的处理效率可以分别达到88％，68％。
DOC同时对于目前排放法规还未限制的有害成分(如多环芳香烃，乙醛等)都能净化。
研究表明DOC可以使有毒的部分减少68％，多环芳香碳氢化合物排放减少56％，乙醛减少70％。
自1995年以后，全世界至少有50万辆的卡车和公共汽车加装了DOC系统。
（DOC系统及实物图如图3。
）图3 DOC系统及实物图2． DPF (Diesel Particulate Filter)技术柴油机微粒捕集器( Diesel Part iculate Filter,DPF 图4) 是目前公认的有效的柴油机微粒后处理技术, 它利用过滤体对排气中的PM 进行过滤处理, 需定时对过滤器内的沉积PM 进行清除, 即DPF 再生。
再生通常采用PM 燃烧的方式来实现。
一般情况下, PM 起燃温度一般为550~ 650℃ , 要高于柴油机的正常排气温度。
因此, 要使PM 燃烧, 一是通过在燃油或者过滤体表面加入催化剂, 降低PM 的反应活化能, 从而降低PM 的起燃温度, 在正常排气温度下使其氧化, 即被动再生; 二是采用加热技术提高柴油机排气温度或过滤体的温度, 达到PM 起燃温度, 使过滤体内沉积的PM 得以燃烧, 即主动再生。
图4 DPF及其基料3．SCR (Selective Catalytic Reduction)技术对于排气中的NOx ,目前采用的比较成熟的后处理技术是利用尿素水溶液( 体积分数为32. 5±0. 5%) , 将NOx还原为N2和H2O, 即选择性催化还原技术( Select ive Catalyt ic Reduct ion, SCR) 。
NH3-SCR 在与NOx 反应时主要有以下4个反应:4NH3+ 4NO+ O2 →4N2+ 6H2O , ( 1)4NH3 + 2NO+ 2NO2→ 4N2+ 6H2O , ( 2)6NO2+ 8NH3 →7N2+ 12H2O , ( 3)4NH3+ 3O2 2N2+ 6H2O 。
( 4)反应( 1) 为标准SCR 反应, 由于排气中的NO与NO2的比例一般在9：1 以上, 此时SCR 催化器中主要发生标准SCR 反应。
反应( 2) 称为快速SCR 反应, 研究表明, 此反应可以在较低温度下进行, 并且在较低温度下反应速率是标准SCR 反应的17 倍。
提高NOx 中NO2的比例可以使SCR 在较低温度下发生快速SCR 反应, 有利于提高N Ox 转化率。
因此, 提高尾气中NO2 的比率是提高SCR 转化率的有效途径。
SCR 本身对S 不敏感, 我国燃油品质较差, 含S量偏高, 因此SCR 适合在我国使用。
但是SCR 技术通常需要前置DOC 调节NO2比例, 或者后置DOC 来处理泄漏的NH3 , 而DOC 一般都是对S 敏感的, 这就影响了SCR 在国内的应用。
只有通过提高燃油品质, 降低燃油中的S 含量来解决这个问题。
为同时去除排气中的NOx 和PM, 需将不同排气后处理技术合理结合。
图5 SCR系统结构图4. LNT(Lean-burn NOx Trap)技术降低NOx 的另一个研究方向是稀燃NOx 捕集( Lean NOx T rap, LNT) 技术, LN T 的NOx 吸收率可达90%以上, 与发动机系统进行合理集成后可有效减少排气中的NOx 。
LNT 关键部件是具有NOx吸附能力的碱金属化合物。
以含碱金属钡( Ba) 的吸附材料为例, LNT 的工作原理见图6。
ECU通过分析LNT前后温度、N Ox浓度等传感器测得的信号,来控制LNT 进行捕集吸附NOx 或是还原再生。
当ECU 判断出LNT 载体还未达到NOx 吸附饱和状态, 则控制LNT 继续捕集吸附NOx ,排气中的NO 在金属Pt 的催化作用下被氧化成NO2, 然后与吸附剂中的碱金属Ba反应生成较稳定的化合物Ba( NO3)2;当判断已达到饱和状态, 则调整发动机的工况使其达到富燃条件, 此时Ba ( NO3 )2分解释放NOx。
NOx再通过金属Rh, Pt的催化作用与HC,CO和H2发生还原反应,生成N2。
图6 LNT工作原理由图6可知, 燃油中含有的S 对LNT 的NOx吸附效率影响极大。
S燃烧生成的SO2会与吸附催化剂发生类似于NO的反应而生成更为稳定的BaSO4,阻碍LNT 对NOx 的吸收。
另外, 燃烧生成的SO2可与机油燃烧排放物反应生成硫酸盐。
这些硫酸盐会增加烟度或覆盖在催化剂的表面影响催化效果。
因此LN T 仅适用于低S 含量的柴油燃料, 或者需要引入S捕集器( Lean Sulfur T rap,LST) 来净化排气中的S。
5．低温等离子体催化器（non-thermal plasma catalysis,NTP）其工作系统如下图7所示。
图7电源和控制系统5.1低温等离子技术净化尾气微粒的方法柴油机微粒中有70％～80％呈带电状态，每个带电微粒约带1～5个基本正电荷或负电荷，微粒的电阻率一般在10 ～10 Ω·cm之间，符合静电捕集对电阻率的要求(10 4～1011Ω·cm)。
低温等离子体物理净化方法即通过静电捕集的方法来达到去除微粒的目的。
当含有微粒的排气流经等离子体反应区时，其微粒就被赋电。
在其后的流动过程中，这些被赋电的微粒可能发生凝聚，微粒直径增加，并按其电荷的性质向两个电极运动，最终被吸附在相应的电极上。
从而达到净化微粒的目的。
5.2尾气中有害气体的净化柴油机尾气排放中含量最多的有害气体是NOx，如何有效地去除它是柴油机尾气净化最重要的问题。
传统的NOx的净化方法中，大部分都是使用氨水(尿素)加催化剂，或者碳氢化合物(HC)加催化剂，来直接还原NOx，但效果并不理想。
其原因是NOx中大部分是NO，而NO很难被催化还原剂直接还原为N：，但低温等离子催化辅助系统的净化方法就不同了，其净化过程主要分为两步：第一步，尾气通过低温等离子发生器，NO转化为NO：第二步尾气再通过催化剂反应器，在拥有催化剂的条件下，NO转化为N，最终达到净化的目的，在此过程中当然也会有少量副产物的产生。
三、各种技术的组合方案柴油机排放的废气中, N2约占75.2%, CO2约占7.1% ,O2及其他成分约占16.89% ,有害排放物约占0.81%。
有害物中, NOx 占35. 4% ,CO占35.3%, HC占8.54%,SO2及PM 等占20.76% 。
车用柴油机主要有害排放物为PM和NOx ,而CO 和HC排放较低。
控制柴油机尾气排放主要是控制PM和NOx生成,降低PM 和NOx的直接排放。
PM主要在扩散燃烧期富油区生成, 是高温缺氧产物;其组分为干炭烟( Soo t ) ,可溶有机成分( SOF),硫酸盐和其他成分。
NOx 是空气中O2 和N2在高温燃烧条件下反应生成的, 是高温富氧的产物。
PM 和NOx 之间存在折中效应( trade off ) 。
因此,在柴油机排放已经很低的情况下, 继续减少柴油机NOx 和PM 排放存在很大困难, 组合式排气后处理系统的出现成为必然。
下面介绍一些由上述排气后处理技术互相结合的一些组合方案。
1.SCR+ DOC+ DPF 组合技术DOC+ DPF+ SCR 的布置方案见图8图8 SCR+DPF后处理系统DOC 在组合式排气后处理系统之前, 可以将排气中的CO, HC和PM氧化成CO2 O, 有效降低PM, 所以可以在机内优化燃烧的情况下只采用DOC 来达到PM 和H2,从而提高NOx 转化速度。
排放标准。
另外DOC可以将部分NO氧化为NO2方案一的优点是有利于DPF 再生,可以有效地利用NO的被动再生作用,减少2有源再生的次数,提高整机的经济性;缺点是DPF 有源再生时的高温与热应力将影响SCR。