柴油发动机尾气后处理技术的运用研究

钟盛林

广西玉柴机器股份有限公司 广西玉林市 537000

 摘要：近年来，我国经济迅速发展，但与此同时，我国也面临着严重的环境污染问题，这是最严重的问题。为了解决一系列环境问题，主要是因为内燃机排放量低于标准，政府制定了内燃机排放标准和减少污染。为此，有关技术人员必须对柴油机进行改造，使其排气符合排放标准。本文件主要分析了SCR技术在柴油机废气处理方面的现状并分析了未来的趋势。

 关键词：柴油发动机；排放；控制技术

 随着社会的发展和对生产力的需求的增加，柴油发动机已成为越来越受欢迎的重要生产和运输来源。合理利用柴油发动机运行过程中产生的废气是人类和环境安全的责任这是一个重要的改进柴油机本身。随着相关标准的提高现有的EGR技术不再符合相关的排放要求SCR技术的传播和应用是科学发展的正确步骤。

  1、相关概述

 SCR基本原则。这一技术主要用于加热和再生时注射和修复尿素，从而能够处理物质，因此，由于加热，氮氧化物的排放转化为氮和水，以便最终达到既定的排放标准。该系统包括尿素水箱、各种测量仪器、喷雾器和相关的传感器。按照排气后工作原则，先将烟道混合，然后再配尿素，喷雾器将尿素溶液喷淋，然后尿素会在高温下分解成氨，然后在催化剂中还原为氮氧化物最后是氮，大量的氨，自然，将转换为氮。防止泄漏。这一技术的主要优点是它不会对硫磺敏感，特别是100升。然后，它的尾矿处理需要5升尿素在水溶液。该系统主要通过电池满足其基本的电力需求，只有在有电的情况下才能加热；然后，相应的阀门取代空气，以确保气体的化学反应具有一定的空间和时间。在这一系统中，污染物的排放可减少到最低限度，因此，技术人员应当能够根据系统的基本运行目标和要求合理地操作该系统。为了明确界定该系统的运作原则，必须提高其运作效率，为了确保符合目前的排放标准。然而，目前这一技术主要适用于长途卡车，这些内燃机本身费用相对较高，需要大量的安装设施因此难以在某些内燃机上使用。今后需要简化和整合其设备以确保其在各种运输工具上的使用。

 2柴油发动机排放物的控制

 2.1前处理

  机前处理就是指对进入发动机燃烧室的燃料和空气作有利于减少排放的预处理。对于柴油发动机而言，主要是指改进柴油品质或者开发使用替代清洁燃料。改进燃油品质的措施主要有以下几种：一是根据柴油的馏程合理提高柴油的十六烷值，从而可以有效降低发动机排气PM，HC和NOx排放；二是将柴油中的含硫量控制在0.005％以下，这样不仅可以有效控制PM排放，而且对各种后处理技术中的催化剂载体有利；三是降低90％馏出点（T90），抑制成为重质成分的PM生成；四是减少芳香族成分，抑制成为相同成分的PM生成；五是进行柴油的乳化处理，通过降温和加速燃烧分别控制NOx和PM排放；六是加入降污添加剂，如碳酸二甲酯，可大幅降低柴油机碳烟排放；七是在柴油中加入活性剂（HH-B活性剂），可降低生成NOx的热分解活化能，加速NOx热分解；八是掺烧消烟添加剂，促进碳烟粒子再燃烧，可降低30％～50％碳烟排放。

2.2过程处理

  过程处理即发动机机内净化，所谓机内净化，就是从有害排放物生成机理出发，在燃烧室内部对有害排放物的生成反应予以限制，而对它们的消失反应加以促进，从根本上达到减少排放污染物的目的。其核心是对燃烧过程进行优化，使发动机达到高效、低污染的要求。可以通过对各相关结构的改进及采用新的优化控制方式达到此目的。

 2.3后处理

  后处理就是利用各种滤清净化装置和催化转化器，对已经产生的排气系统内的有害废气进行最后处理，以进一步降低有害物的排放，它是前处理和过程处理的重要补充。由于柴油发动机排气中有害成分主要是NOx和PM，因此排气后处理可分为两大类，分别是针对柴油机主要排放废气PM和NOx的后处理技术或装置。1PM控制技术（1）氧化催化转化器（DOC）（DOC）一般安装在柴油汽车排气系统中，通过催化剂进行氧化反应，能同时降低排气中一氧化碳（CO）总碳氢化合物（THC）和柴油颗粒物中可溶性有机物组分（SOF）。根据可溶性有机物成分在颗粒中的含量不同，柴油机氧化催化器可以降低3％～25％的颗粒排放量。此外，基于柴油发动机氧化催化器具有同时降低HC，CO和颗粒的功能，因而常常在发动机上与EGR同时使用，以全面提高发动机的排放水平。（2）颗粒过滤及再生技术目前控制PM排放最有效的技术就是使用DPF，它可以同时降低PM排放的质量和数目。DPF技术研究的焦点主要有两方面：一是研究开发排气阻力低、过滤效率高的滤体材料；二是过滤体的再生技术。当前，过滤体的材料研究已经成熟，但再生技术研究却相对滞后。再生可分为“被动”与“主动”再生。“被动”再生即催化再生，是通过催化添加剂锶、铈、铁的金属有机物降低颗粒物的氧化活化能，从而使颗粒物的再生温度大幅降低。由于正常的过滤体温度相对较低，这就使消除大部分的SOF和硫酸盐颗粒成为可能。可以看到，带催化剂的过滤系统比不带催化剂的过滤系统过滤效率要高。“主动”再生即外加能量的再生方式，包括喷油助燃再生、电加热再生、逆向喷气再生、电加热再生及微波再生等。二者都需要优化控制再生策略，如果控制得不好，那么载体的温度会过高，这样就会降低DPF的使用寿命。2NOx控制技术（1）NOx催化转化器目前对降低NOx排放的研究主要集中在三个方向上：DeNOx催化器，SCR催化系统以及NOx吸附转化器。这些技术对硫相当敏感，故要求使用低硫燃料或附加其他脱硫措施。DeNOx催化器的研究较早，它是用金属离子沸石、钒钼制成的催化剂降低NOx的分解温度，使之分解为无毒的N2和O2。SCR催化系统又称为催化还原系统，是在排气中喷入尿素、氨水等还原性物质，将NOx（主要是NO）还原为N2和H2O。NOx吸附转化器原理是先将NOx转化为NO2并储存，再喷射还原剂（通常采用燃油）还原。NOx吸附转化器主要应用于稀薄燃烧中，其效率可达到90%，但由于对硫的敏感，在系统中往往须加装硫捕集器。

 3结论

  柴油机排放污染物的控制重点是NOx和PM，同时也是控制难点。当前的排放控制技术仍以机内净化和后处理技术为主，柴油品质也是影响柴油机排放的一个重要方面。机内净化本质上是合理优化机体本身及燃烧过程；后处理实质上主要依赖化学反应。将各种技术结合使用将是柴油机排放控制技术的发展趋势。

参考文献：

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