第5节排放后处理技术

1、第5节排放后处理技术,现代汽车新技术,排放后处理技术,第5节排放后处理技术,汽车污染,第5节排放后处理技术,汽车污染,汽车动力为内燃机，所以未燃烧的燃料或燃烧不完全的产物，如一氧化碳（CO）、碳烟和碳氢化合物（HC） 还有部分燃烧过程中生成的物质，如二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOX）、二氧化硫（SO2）、铅氧化物等重金属氧化物、烟尘和硫化物等，都会排向大气，从而成为污染环境的物质。,第5节排放后处理技术,排放后处理技术,柴油机以其良好的动力性、经济性和可靠性而广泛地应用于各种机械装置，尤其是作为车辆动力，柴油机技术得到了全面的发展。 与汽油机相比，柴油机的HC和CO排放量相当低，NOx排放

2、量相当，而微粒排放约为汽油机的30-80倍。因此可以看出，柴油机的有害排放物主要是PM及NOx。,第5节排放后处理技术,柴油机排放后处理技术自2000年开始就已经在欧、美各国汽车生产过程中被强行实行，其中氮氧化物和微粒排放的后处理是技术的关键。目前各国开发了多种不同的后处理系统，如： SCR +DOC+DPF/POC组合技术 EGR+DOC+DPF组合技术 LNT+DOC+DPF组合技术,第5节排放后处理技术,后处理系统的缩写词对照表,第5节排放后处理技术,一、排放法规,对车辆排放的立法，目前世界上有代表性的法规主要有3个，分别为欧洲的排放法规体系、美国的排放法规体系和日本的排放法规体系。 中

3、国目前等效采用欧洲排放法规。,第5节排放后处理技术,一、排放法规,欧洲柴油机排放法规各阶段限值,中国柴油机排放法规各阶段限值,第5节排放后处理技术,二、柴油机排放处理的技术方法,微粒捕集器（DPF） 选择还原催化转化器（SCR） 废气再循环（EGR） 氧化催化转化器（DOC） 微粒氧化催化器（POC） 稀燃NOx捕集技术（LNT）,第5节排放后处理技术,(一) 微粒捕集器（DPF）,柴油机微粒捕集器(Diesel Particulate Filter , DPF) 需定时对过滤器内的沉积PM进行清除,即DPF再生。 再生通常采用燃烧的方式来实现。一般情况下,PM起燃温度一般为550-650,要

4、高于柴油机的正常排气温度。因此,要使PM能够燃烧，一是被动再生;二是主动再生。,第5节排放后处理技术,微粒捕集器捕集原理,原理可分为两大类：过滤技术和非过滤技术。 过滤技术主要的原理是通过碰撞、拦截、扩散或重力沉降等原理吸附或沉积。 非过滤技术主要为等离子技术，其工作原理类似于静电除尘，柴油机尾气中的颗粒在高压电晕放电场中荷电，并在电的作用下移向电极并聚集。,第5节排放后处理技术,过滤表面型和体积型微粒捕集器的作用,第5节排放后处理技术,在2010年的巴黎车展上新开发的绿色环保车型西亚特Ibiza ECOMOTIVE搭载的是一款配有一个柴油机微粒过滤器（DPF）的80马力、1.4升TDI发动机

5、，该发动机不仅有助于该车达到上述提及的排放水平，同时还有助于降低其耗油率。,第5节排放后处理技术,（二）选择还原催化转化器（SCR）,柴油机富氧燃烧，排气中氧的含量很高，HC和CO的含量很低，降低汽油机排气中的NOX排放的三效催化转化器技术对柴油机不适用。 采用化学方法降低NOX的方法有： 1)NOX的分解；2)NOX的氧化；3)NOX的还原。 就目前的技术水平来说，在降低车用柴油机排气中的NOX方面只有在排气中加入还原剂与NOX进行还原反应的方法。,第5节排放后处理技术,还原原理,（1）非选择催化还原(NSCR) NSCR技术是将还原剂(如氨水、尿素等)喷入排气管中 （2）选择催化还原(SC

6、R) SCR的原理与NSCR相似。NOx的还原反应在选择性催化转化器中被加速，还原剂的氧化反应被抑制，在300450时发生如下主要反应：,第5节排放后处理技术,选择还原催化转化,一般使用尿素水溶液作为车载SCR系统的还原剂。欧洲使用的32.5%浓度的尿素水溶液被称为“Adblue”，译成中文为“添蓝”。 Urea一SCR系统，其由安装在发动机排气管上游的前氧化催化器、装在排气管中游的添蓝喷射装置、混合器、水解催化器以及下游的Urea一SCR催化器和后氧化催化器组成,第5节排放后处理技术,UreaSCR主要组成部分,第5节排放后处理技术,美国福特汽车在2005年底特律车展展出了采用新一代汽车技术

7、的概念车“Meta One CONCEPT”。排量2.7L的柴油引擎配套使用了新型混合动力装置，同时还采用了可降低NOx(氮氧化合物)的尿素SCR(选择性催化还原)系统。,第5节排放后处理技术,（三）废气再循环（EGR）,废气再循环 ( Exhaust Gas Reticulation, EGR) 是目前降低柴油机机内NOx生成的一种有效措施。 冷却EGR系统是在EGR的基础上，对废气冷却后再进入下一循环，使进气充量的温度降低，节流损失降低，新鲜进气充量相应有所增加,过量空气系数增大。另外，混合气温度降低使滞燃期有所增加，同时放热率曲线和放热率峰值相位后移，燃烧最高温度降低。,第5节排放后处理

8、技术,（四）氧化催化转化器（DOC）,氧化催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst, DOC)是净化排气中的未燃HC，CO和SOF的常用有效措施，同时也可以有效去除多环芳香烃和乙醛等有害成分。 氧化催化器的催化剂一般由铂、钯等贵金属组成，并浸在氧化铝和二氧化硅等表面载体上。DOC是以铂(Pt)、钯(Pd)为催化剂，因此对燃料中的S特别敏感，很容易引起催化剂中毒，所以DOC一般适用于含S量较低的柴油。,第5节排放后处理技术,（五）微粒氧化催化器（POC）,微粒氧化催化器(Particulate Oxidation Catalyst, POC)是半通式的过滤器,POC中的PM

9、在催化剂的作用下被NOx氧化为CO2,从而解决黑烟颗粒问题,净化效果在50%左右。 POC质量轻、体积小、尺寸可变,易于集成到排气后处理系统中。,第5节排放后处理技术,（六）稀燃NOx捕集技术（LNT）,稀燃NOx捕集(Lean NOx Trap, LNT)技术，LNT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。,第5节排放后处理技术,三、重型柴油机尾气后处理系统的集成,在组合式排气后处理系统中,有以下3种方案较为典型: a) SCR+DOC+DPF/POC技术是满足未来国重型柴油机排放法规的重要技术路线，采用SCR技术的国柴油机燃油经济性好，且对发动机改动小，并且在技术升级连续性上具有优势；,第5节排放后处理技术,三、重型柴油机尾气后处理系统的集成,b) EGR+DOC+DPF技术与进气系统、高压喷射、燃烧技术的结合也是重型柴油机实现国排放的技术路线之一；,c) LNT+DOC+DP