柴油机尾气处理方式
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
探讨柴油机尾气后处理技术及电气系统验证
探讨柴油机尾气后处理技术及电气系统验证汪晖(东风汽车有限公司商用车技术中心,湖北武汉430056)摘要:针对我国颁布的国IV 排放要求,介绍商用车柴油发动机的后处理技术中的SCR 技术和EGR+DPF 技术,探讨二者之间的性能差异,提出发动机SCR 后处理技术中的电气系统的验证项目,以达到提高排放性能、完善发动机控制系统控制策略的方法。
关键词:柴油发动机;尾气后处理;SCR;EGR;电气系统;验证中图分类号:U469.74文献标识码:B 文章编号:1003-8639(2013)03-0022-04修改稿收稿日期:2012-12-25作者简介:汪晖(1968-),女,高级工程师,负责东风商用车电气系统开发。
Discussion on Exhaust After⁃treatment Technology for Diesel Engine and Electrical System VerificationWANG Hui(Commercial Vehicle Technical Center,DONGFENG Motor Co.,Ltd.,Wuhan 430056,China)Abstract :According to the emission control regulations of National IV,the SCR and the EGR+DPF technologies in exhaust after⁃treatment for diesel engine on commercial vehicles are introduced here and the performance differences between them are discussed.The verification of electrical system in the SCR technology is set up so as to enhance emission performance and perfect the control strategy for engine control system.Key words :diesel engine;exhaust after⁃treatment;SCR;EGR;electrical system;verification我国目前已成为世界上汽车发展潜力巨大的国家,汽车需求不断增长,随着社会的发展,人们的环境保护意识也在不断提高,对汽车发动机的品质也提出了越来越高的要求。
发电机组烟气处理的方式
柴油发电机组烟气治理方案一、设计要求1、本情况发电机工作时，产生大量的SO2、SO3NO2、NOX。
CO2，颗粒等有毒废气与烟尘，其中SO2、SO3NO2排放到大气中，与水蒸气结合成硫酸和硝酸，形成酸雨现象：远远超过《大气污染物综合排放标准》GB1627-1996及《工业企业设计卫生标准》T136-79国家标准、《大气污染物排放限值》DB44/27-2001广东省标准。
污染厂界周边环境、严重损害人们身心健康与降低了人们工作效率。
2、设计要求在确保发电机正常工作前提下，对该发电机组进行废气、废尘冶理，对整以发电机组进行工艺除尘，使发电机组废尘减低95%以上，达到国家废气标准要求，而且设图标投资小，系统运行可靠。
根据以上要求，我们设计本方案二、废气净化依据标准1．废气排放量废气排放量2、净化性能标准治理后柴油发机的废气满足GB16297-1996《大气污染综合排放标准》NOX<240mg/m3;SO2<550 mg/m3;烟色;林格曼黑度一级以下。
三、设备选型1、“永达兴”除尘器永达兴除尘器有脉动水浴式除尘器、水膜除尘器、泡沫除尘器、立式旋风除尘器五种。
根据贵司康明斯发电机组，本设计方案来用水浴除尘器。
水浴除尘器只能采用一道水浴即可，留出进排气口，内部安装不吼网板，钢面钢板采用φ=2.0m2、消音、烟管工程价格：孔板剪栽,外接双头喷式喷头,即洒水器,将双层孔板800㎜间隔安装于除尘器内,此孔板利用减小共振结构的孔径,运到控制水廉平衡的目的,同时利用风道的风力强度来控制上下吸尘泡沫水廉效率,可以在较宽的范转内获得良好的吸尘效果,在水浴除尘器内烟管朝下使风速由直通改为旋风,颗粒物质重心失衡,从而使烟尘得到除尘净化要求.“永达兴”除尘器具有除尘效果好,阻力小(单级阻力小于1000/pa),再生废尘低,同时具有耐高温、不怕油雾，能承受较高的气流冲打，粘有粉尘、油污易于清洗等优点。
3、水泵1）型号：GD型列管道泵；2）适用范围：使用温度在900C以下；3）特点：GD型系列管道专为高层增压送水，解决管道压力过低面研制的新式立式单级离心泵，采用先进的机械密封，电机主轴直接安装叶轮，具有漏损少、效率高、耗率高、耗电省、结构紧凑、体积小、重轻、安装方便，并可根据扬程和流量采用单联或并联使用。
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。
内燃机车柴油机的尾气处理研究
内燃机车柴油机的尾气处理研究摘要：当前全球性大气污染主要表现在三个方面，分别是温室效应、酸雨以及臭氧层耗损。
常见的问世气体主要包括主要包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、臭氧（O3）、氧化亚氮（N2O）和氯氟烃等，其中CO2的温室作用最为明显。
本文通过对柴油机的尾气排放进行分析仿真计算，针对有害排放物的生成机理以及循环利用等等实际方式，近而验证实际理论中针对柴油机有害排放物的控制措施。
关键字：内燃机车；柴油机；尾气；处理引言近些年来，经济增速加快，工业发展迅速，与此同时，能源的消耗量也在逐渐增加。
具有较高的透过性，而对与地面反射的长波辐射具有高度的吸收性能。
柴油机所排放的为其当中除氮气（N2）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）以及水蒸汽（H2O）之外，其它都是有毒成分。
包括氮氧化物NOX、碳氢化合物HC以及含氧碳氢化合物（醛、酮、烯等）、一氧化碳CO、二氧化硫SO2以及碳烟等等。
HC与NOX在大气阳光的作用下，产生光化学烟雾，它的直接作用不容忽视。
高浓度的NOX 能导致中枢神经的瘫痪及痉挛，另外，NO在大气中被氧化成NO2后也会造成较大的伤害，因为NO是废气中臭味的主要成分之一。
1柴油机主要排放物的生成机理1.1氮氧化物(NOX)的生成机理氮氧化物包括NO，NO2，N2O3，N2O，N2O5，N2O4以及NO3，其中对环境危害性最大的是NO和NO2。
通常提到的氮氧化物（NOX）污染，主要指的是NO和NO2。
在内燃机排气中，NO2的浓度比NO低得多，大约只占5%。
所以对NOX的研究主要还是针对NO。
柴油机在燃烧中也会产生大量的NOX。
1.2未燃碳氢化物（HC）生成机理在爆燃期间，燃烧室中的一些燃料形成超过燃烧可燃性极限的贫混合物。
例如，活塞的端部间隙区，靠近未连接到附近的锥体的顶部相邻的喷射和面积喷嘴火肖氏更深阀坑区的齿隙区，更多的燃料。
很容易形成稀薄的稀释混合物。
燃料分子在短时间内被氧化成最终产品，释放热量，几乎同时发生燃料消耗和能量释放。
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柴油机尾气处理
抛开油品问题，其实柴油机的尾气处理要比汽油机复杂的多，排放清洁是要付出代价的。
柴油机的排放目前主要是氮氧化物NOx和微粒PM，主要的难点在于NOx 的处理上；而汽油机的排放主要是NOx、碳氢化合物HC和一氧化碳CO等，如果是直喷汽油机也会有微粒PM的排放。
柴油机一般是富氧燃烧，HC和CO比汽油机少多了；但是柴油机的烟是一个问题，这是因为其燃烧方式的原因，柴油机为扩散燃烧，而汽油机为预混燃烧。
因此柴油机工作时如果混合气组织不好，就会导致滚滚黑烟，所以造成了柴油机在我们心中的印象总是很差，总觉得柴油机就是不环保的机器，即使汽油机排出大量的无色不可见的有毒气体HC和CO。
但有一点你要知道，柴油机的尾气经过完善处理之后，其污染指标全面秒杀汽油机。
正如标题所言，这个完善处理到底有多棘手？
我们知道汽油机的尾气处理一般只需一个大铁壳，也就是三元催化转化器就可以解决了，不保险？那加个氮氧化物存储式催化转化器（NSC）就稳了。
燃鹅，柴油机却用不了…为熟么呢？还是因为柴油机为富氧压燃，空燃比相当大，三元
催化器在处理NOx时如果氧分压过高，转化效率将会大大下降。
所以呢，还得想别的方法…
一、EGR（Exhaust Gas Recirculation 废气再循环）
内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出、并导入进气侧使其再度燃烧的技术，主要目的为降低排出气体中的NOx与分担部分负荷时可提高燃料消耗率。
燃鹅…EGR是很讲求控制策略和实现的，为柴油机加装EGR后动力下降油耗升高再正常不过…
二、DOC（Disel Oxidation Catalyst 柴油氧化催化器）
DOC是将柴油燃烧后的排放物，例如CO、HC和SOF等，进行氧化，然后产生CO2和H2O。
但DOC并不能将污染物完全氧化，其转换效率分别为：CO：70-90%；HC：60-80%；SOF：40-50%。
所以，仅仅DOC是不够的…
三、NSC（NOx Storage Catalyst 氮氧化物存储式催化转化器）
图片用的是汽油机，其实柴油机同样可以使用NSC。
它的工作原理是先把NOx 存起来，等到一定的时机再进行再生处理，系统性地转换成氮气。
但NSC需要贵金属，效率也不高50%-80%，另外标定过程也是复杂…
四、DPF（Disel Particulate Catalyst 柴油颗粒过滤器）
柴油颗粒过滤器根据工作原理分为被动再生（A）和主动再生（B）。
被动再生，是指只要达到特定温度和压力条件，过滤器收集到的颗粒物就会被处理掉。
主动再生，是指当车辆达不到特定反应条件，需要系统主动的创作条件来处理颗粒物（比如，加热）。
插一句，柴油含硫量高的话尾气堵塞DPF几乎就是家常便饭…
五、SCR（Selective Catalyst Reduction 选择性催化还原）
原理：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOx，排出N2，多余的NH3也被还原为N2。
要知道SCR的转化效率可以达到90%以上！仔细观察的话，你会看到许多柴油大货都外挂一个尿素箱，至于加没加就另当别论了…
来看一个例子，柴油版奔驰E320的尾气处理装置~当然，以上这些装置在乘用车上也不是全都得用上，不同排放阶段下会运用不同的组合。
比如国IV（欧IV）：DOC+EGR，基本满足；国V（欧V）：DOC+EGR+DPF，可达标；国VI（欧VI）：DOC+EGR+DPF+SCR，没有SCR是不行的。