发动机尾气后处理技术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。
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。
汽车尾气的处理
柴油机微粒捕集器(DPF)
在排气尾部添加微粒捕集器（DPF）对颗粒物进行捕集是最可行的一种后 处理技术，主要通过拦截、碰撞、扩散等机理，过滤体可以将尾气中的颗粒 物捕集下来。
DPF主要采用过滤法，可将排气中微粒捕捉不使其排出机外。用来捕集 微粒的过滤器的材料和结构有许多种，常用的有整体式陶瓷，金属丝网，纺 织纤维圈，陶瓷纤维，泡沫陶瓷等。 DPF将柴油机排气中有害物微粒减少 70%~90%。
③ 英国Johnson Matthey公司的SCRT四元催化转化器技术：由
连续再生颗粒物过滤器（CRT–DPF）和选择催化还原技术(SCR) 结合而 成。降低PM和NOx排放的75%～90%，对CO和HC也有较好的净化效果。
④ 日本丰田(Toyota) 汽车公司采用DPNR技术：NOx储存还原三效
催化技术为基础；DPNR使PM和NOx转化率大于80 %。
kW的重型柴油车上，使用硫含量大于350 ppm的柴油，可使CO和HC量减少 95 %以上，PM减少90%，NOx减少44%。
② 日本三菱汽车（Mitsubishi Motors）公司：采用由2段蜂窝陶
瓷负载催化剂构成：前段是添加HC吸附剂的Pt基选择还原催化剂(HCSCR)；后段是将HC、CO和碳烟颗粒中的可溶有机成分SOF氧化的Pt基氧 化催化剂。NOx<0.14 g/km , PM<0.08 g/km。
DPF再生方法： （1）电加热再生； （2）燃烧器加热再生； （3）反吹式再生； （4）连续催化再生。
过滤材料：
① 壁流式蜂窝陶瓷过滤体； ② 泡沫陶瓷过滤体； ③ 金属丝网过滤体；
④ 编织陶瓷纤维过滤体。
微粒过滤材料
通道进出口 选择堵孔
沉积颗粒层
发动机尾气后处理技术1
国1
国2
国3
国4
在生产车型
+ OBD (其他轻型车) + OBD (M1类汽油车）
适用车型：M1类乘员不多于6人且总重不大于2.5吨的乘用车； M1, M2 及N1类，总车重不超过3.5吨的轻型车
中国机动车排放法规的实施 – 北京
新上牌车辆
汽油车
(2005.12.30前列入排放目录的车型)
不带 OBD
重型车用内燃机污染物排放法规
• ＧＢ１７６９１－１９９９《压燃式发动 机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物 限值及测试方法》
• ＧＢ１７６９１－2001《车用压燃式发动 机排气污染物限值及测量方法》
• 最新颁布了ＧＢ１７６９１－200５ • 《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与
汽车排气污染物排放限值及测量方法（中 国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）
上海 国1
计划
国2
国3
国4
1999 2000 2001 2002 2003 2004 205 06 207 208 209 210 2011 2012
国1
国2 国3
国3
国4
广州
待审批中
09/2006 + OBD
计划
深圳
199 9
200 0
200 1
200 2
200 3
200 4
2氮氧化物之中有一种毒性很强的红棕色气 体二氧化氮， 中毒的症状是发生水肿。
• 一氧化氮排入大气后会逐渐转变为二氧化 氮。高浓度的一氧化氮能引起中枢神经的 瘫痪及痉挛。二氧化氮引起闭塞纤维性支 气管炎等。空气中的氮氧化物在阳光充足 的午前2小时和午后2小时容易发生光化学 反应，产生的臭氧和PAN等对人体产生的危 害更大。
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。
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
4
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
汽车尾气排放处理技术
汽车尾气排放处理技术随着汽车数量的持续增加，汽车尾气排放成为了一个严重的环境问题。
汽车尾气中的有害物质对空气质量和人类健康带来了巨大的威胁。
因此，汽车尾气排放处理技术的发展变得至关重要。
一、尾气排放对环境的影响汽车尾气中主要排放的有害物质包括一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机化合物和颗粒物等。
其中，一氧化碳会降低血液中的氧运输能力，氮氧化物会导致酸雨并促进臭氧的生成，挥发性有机化合物是光化学烟雾的主要成分，颗粒物则直接威胁人体呼吸系统的健康。
这些有害物质的排放会对大气环境造成严重污染，影响空气质量，加剧雾霾等环境问题。
二、净化车用尾气的技术为了减少汽车尾气排放对环境的影响，各国纷纷投入大量资源进行研发和推广净化车用尾气的技术。
以下是几种常见的技术：1. 汽车废气净化装置传统的废气净化装置主要包括三元催化转化器、颗粒捕集器和氧化催化剂等。
三元催化转化器能够将一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机物转化为无害的二氧化碳、氮气和水。
颗粒捕集器则可以捕集和去除颗粒物，而氧化催化剂则可用于进一步降低尾气中的有害物质含量。
2. 车载催化剂技术近年来，催化剂技术得到了广泛的应用。
通过在汽车尾气系统中引入催化剂，可以在较低的温度下促进尾气中有害物质的转化。
这种技术在减少尾气排放中起到了重要的作用。
3. 电动汽车技术与传统的燃油汽车相比，电动汽车几乎不产生尾气排放。
电动汽车采用电力储存装置驱动，使用电力作为其主要能源，因此严重减少了尾气排放。
尽管电动汽车在电力方面面临一些挑战，但其对环境的影响显著降低。
三、尾气处理技术的挑战与展望尽管目前已经有多种汽车尾气处理技术得到了应用，但仍然存在一些挑战。
首先，尾气处理技术需要不断改进。
许多净化技术需要高温下才能发挥最佳效果，这不仅增加了成本，还导致了能源的浪费。
因此需要研发出更高效、低温工作的尾气处理技术。
其次，尾气处理技术的普及还面临着一定的难题。
虽然有许多技术已经达到了商业化的水平，但由于成本较高，推广的速度相对较慢。
尾气后处理简介介绍
加强国际合作与交流
提升公众环保意识
积极参与国际尾气后处理技术交流与合作 ，引进先进技术，拓宽技术发展视野。
加强环保宣传教育，提高公众环保意识， 形成全社会共同关注尾气排放、支持尾气 后处理技术发展的良好氛围。
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02
尾气后处理的主要技术
尾气后处理的主要技术
• 尾气后处理是指对发动机排放出的废气进行一系列的处理，以 降低其中的污染物排放，减少对环境的危害。在现代汽车工业 中，尾气后处理已经成为一项重要的技术手段。
03
尾气后处理系统的组成 和工作流程
尾气后处理系统的关键组件
催化转化器
催化转化器是尾气后处理系统的 核心部件，通过催化剂的作用， 将尾气中的有害物质转化为无害 物质。它可以降低尾气中的一氧 化碳、氮氧化物和挥发性有机物 等污染物的排放。
02 03
健康问题
废气中的有害物质对人类健康构成威胁，如颗粒物、氮氧化物等可导致 呼吸道疾病、心血管疾病等，因此尾气后处理对ห้องสมุดไป่ตู้保护人类健康具有重 要意义。
能源利用
高效的尾气后处理技术可以提高发动机的燃烧效率，降低燃油消耗，从 而节约能源。
尾气后处理技术的发展历程
早期技术
早期的尾气后处理技术主要采用机械式方法，如离心分离、滤清等，虽然简单易行，但处 理效果有限。
尾气后处理简介介绍
汇报人： 日期:
contents
目录
• 尾气后处理概述 • 尾气后处理的主要技术 • 尾气后处理系统的组成和工作流程 • 尾气后处理技术的应用与挑战 • 总结与展望
01
尾气后处理概述
尾气后处理的定义和目标
定义
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- 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)。
• 在这一规定中，还对未装催化转化器使用 含铅汽油的汽车和使用无铅汽油的汽车以 及柴油车有害排放物的种类和限值作出具 体规定，同时还确认N1类汽车的（HC+NOX） 质量分数排放量比M1类汽车多1.25倍。
• 注：M1类车辆指除驾驶员座位外，乘客座 位不超过八个的载客车辆。
• N1类车辆指厂定最大总质量超过3.5t的载 货车辆。
• 红、白血球细胞数量减少或在周围血液中 产生血小板减少症。其醛类物质对眼、呼 吸器官、皮肤等产生强烈的刺激性， 造成
心、肺等机能下降。尤为突出的是碳氮化 物和氮氧化合物在强烈的阳光照射下发生 光化学反应，形成一种毒性较大的浅蓝色 光化学烟雾， 其危害令人触目惊心。如美
国洛衫矶发生的光化学烟雾，使大批居民 出现眼睛红肿、喉痛、胸闷和呼吸困难等 症状。
Rm≤1250kg
Rm≤1700kg
0.97 1.40 1.70 1.13 1.60 2.00
Rm<1700kg
0.14 0.19 0.25 0.18 0.22 0.29
• 2、欧Ⅱ排放标准：在ECE93(EuroⅠ)之后， ECE于1996年对其再次进行修订制定了 ECE96(EuroⅡ)法规。该法规对使用无铅汽 油和柴油的汽车的排放限值作出了更为严
• 3、 NOx化合物
• （1）产生的机理：高温（1800 ℃）、富氧 （稀混合气）条件下，氮气与氧气发生反 应，生成氮氧化合物。
• 空气的主要成分就是氮气（78%）和氧气 （21%）。通常情况下，氮气与氧气不易反 应。但是，当燃料不足或高温时，氮气和 氧气就会发生反应，生成NOx。
• （2）危害：
• 二、柴油机
• 柴油机尾气主要有害物是：微粒（PM）和 NOx。
1、微粒（PM）
• （1）产生的机理：未燃烧充分的柴油在高 温、高压下裂变，生成类似石墨形式的含 碳物质并凝聚和吸附了相当的高分子量有 机物颗粒物。
• （2）危害：
• 微粒90%以上是致癌物质，并会导致如肺 气肿等慢性肺病。柴油机的排烟颗粒的90% 以上小于1µm。实验表明， 影响人体主要 是10µm以下的颗粒物，颗粒越小，停滞于 人体肺部、支气管的比例越大。而颗粒越 小， 悬浮于空气中的时间越长，最长的
发动机尾气后处理技术
• 复习回顾 • 1、何为低碳排放？ • 2、为何要低碳排放？ • 环境保护与节能 • 3、汽车（发动机）尾气对环境有何影响？ • 汽车尾气是造成城市空气污染的主要原因。
汽车尾气产生的机理及危害
• 一、汽油机 • 汽油机尾气主要有害物是：CO、HC、NOx。 • 1、CO • （1）产生的机理：燃料燃烧不完全（不充
格的要求对生产一致性采用了新的检查方
法；明确了火花点火发动机和使用液化石
油气的汽车排放的测定方式；在该标准中
还增加了试验速度段；规定了强制耐久性 试验（8万km）及汽车在转毂试验后在密闭 室中放置24h测定燃油蒸气泄漏量（限值为 每欧洲运转循环2g）；保留了怠速时对CO 排放量的限制。
汽车排放法规
• 一、欧洲排放标准 • 1、欧Ⅰ排放标准
• 欧Ⅰ排放标准强化了有害排放物的限值， 将M1（1） 类和N1（2） 类汽车的限值加 以区别，规定了气体燃料汽车排放物的测 量方法，新的生产一致性检查方法，并且 第一次将液体燃料汽车分成三组，即A组 （使用含铅汽油）、B组（使用无铅汽油） 和C组（使用柴油）。
烟颗粒与二氧化硫污染的空气危害比单纯 二氧化硫污染的空气造成的危害更大。
• 2、 NOx化合物
• 柴油机是稀薄燃烧，废气当中有大量的氮 气和氧气，因此氮气与氧气生成氮氧化合 物的机率比汽油机和天然气发动机高许多 倍。
• 天然气发动机尾气主要有害物与汽油机相 同（ CO、HC、NOx ），但是数量比汽油机 少很多。所以说天然气是清洁燃料。
• 氮氧化物之中有一种毒性很强的红棕色气 体二氧化氮， 中毒的症状是发生水肿。
• 一氧化氮排入大气后会逐渐转变为二氧化 氮。高浓度的一氧化氮能引起中枢神经的 瘫痪及痉挛。二氧化氮引起闭塞纤维性支 气管炎等。空气中的氮氧化物在阳光充足 的午前2小时和午后2小时容易发生光化学 反应，产生的臭氧和PAN等对人体产生的危 害更大。
• EuroⅠ标准排放限值
汽车类型
排放量（g/km）
M类车中乘客
CO
HC+NOX
PM
（包括司机）不
超过6人且总重不
超过2500kg
型 式 认 产 品 一 型 式 认 产 品 一 型 式 认 产品一
证
致性 证
致性 证
致性
2.72 3.16 0.97 1.13 0.14 0.18
N1类和非上述M 2.72 5.17 6.90 3.16 6.00 8.00 类车辆
• 甚至可达一周至一个月左右。这就增加了 碳烟与人体接触的机会，也增加了颗粒物 在大气中受阳光和其他物质作用产生光化 学反应的机率。碳烟颗粒对光线还有散射 作用，且吸光性强，消光率是其他悬浮微 粒的3~4倍，会严重影响照明和人们的视野， 给城市交通带来很大的隐患。另外，碳烟 颗粒沉积在物质表面会加快金属的腐蚀、 油漆的退化、建筑物的损坏等。氧， 轻者 出现头疼、昏眩、反应迟钝等， 严重的会 造成死亡。
• 2、HC化合物 • （1）产生的机理：燃料不完全燃烧的产物。
• 燃料与氧气反应时，由于氧气不足（混合 气浓）或时间不足（转速高），使燃料不 能全部与氧气接触燃烧，一部分燃料没参 与燃烧。
• （2）危害 • 碳氢化合物会导致人的骨髓功能减弱，使
分）的产物。
• 燃料与氧气反应时，由于氧气不足（混合 气浓）或时间不足（转速高），使燃料不 能充分燃烧。
• （2）危害
• 一氧化碳是一种无色带刺激性的有毒气体， 与人体血液中的血红蛋白的亲和力较氧气 强200~300倍。血红蛋白是人体血液循环中 供氧的载体，人们吸入一氧化碳后，血红 蛋白就会先于氧气与一氧化碳相结合，形 成碳氧血红蛋白（ CO—Hb），从而造成血 液的输氧量减少。一氧化碳与血红蛋白结 合后需要12~14h才能分离， 如果人们连续 处于含有一氧化碳的空气中时间越长，血 液中积累的碳氧血红蛋白（CO—Hb）越多，