排放后處理技術(shù)

排放后處理技術(shù)（一）為滿(mǎn)足歐4和歐5排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，歐洲重型載貨車(chē)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(guò)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(mǎn)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(wú)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(chēng)，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(kāi)，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(kāi)，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?zhuān)鯕鉂舛冉档?，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(guò)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(kāi)臺(tái)■度 —?掛君職5? 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)EGR系統(tǒng)但是，過(guò)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(guò)一個(gè)加熱的管道從尿素罐中吸取，然后通過(guò)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(chē)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(mǎn)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(wú)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(mǎn)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(chē)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(shuō)，奔馳公司已開(kāi)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(huà)說(shuō)，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(mǎn)足歐4和歐5排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，歐洲重型載貨車(chē)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(guò)濾器）DPF系統(tǒng)是由能夠高效捕捉PM的耐熱過(guò)濾器和將捕集到過(guò)濾器的顆粒通過(guò)酸化處理等去除的過(guò)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(huà)，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(lái)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(zhuān)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(lái)滿(mǎn)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(lái)考慮，專(zhuān)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(chē)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(guò)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(lái)。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(guò)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(wú)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(guò)PM-KAT分離器來(lái)減少微粒的排放，利用AGR技術(shù)來(lái)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(lái)達(dá)到歐4標(biāo)準(zhǔn)的汽車(chē)公司。曼公司說(shuō)，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(ài)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(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)的同時(shí)，對(duì)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的上的應(yīng)用也開(kāi)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(guò)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(guò)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(kāi)始，以將顆粒中的SOF從主體中減少為目的進(jìn)行的開(kāi)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(guò)開(kāi)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(lái)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?lèi)物質(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(guò)燃料中的硫磺成分NOx吸附還原型催化劑雖被