Pt CeO2对柴油机尾气处理性能的研究
Pt/CeO2对柴油机尾气处理性能的研究
柴油机动车因具有良好的动力性和经济性，在世界各国得到广泛的使用。柴油机动车尾气中排放出的主要污染物碳烟颗粒物(PM)、氮氧化物(NO X)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)对城市环境造成极大污染，同时严重危害到人体的健康。
柴油机排放控制措施分为前处理措施，机内净化措施和机外净化措施三种。前处理技术主要通过对燃油的改进或重新选择来达到降低排放的目的。机内净化技术着眼于减少发动机内燃料燃烧过程中颗粒物的形成。机外净化通过催化氧化还原反应，在内燃机排气管尾端排气口处将机动车尾气转化为N2、CO2、H2O 等无毒气体，达到去除污染物的目的。
尾气三元催化(TWC)技术，将三种污染物CO、HC、NO X转化为无害的CO2、N2和H2O,同时去除。选择性催化还原(SCR)技术是一种重要的机外净化措施。SCR技术是在高效催化剂的作用下，外加还原剂到汽车排气系统中，让排气系统中的NO X与还原剂快速反应，选择性地优先把NO X被还原成无污染的N2和H2O，并避免发生还原剂与非NO X的氧化剂(主要指O2)的反应，从而有效降低汽车尾气中NO X的排放控制技术。催化过程通常采用NH3、HC、CO和PM等作为还原剂。本方案主要是以贵金属Pt的掺杂CeO2，提高其储氧性能的影响，通调节Ce/Pt，及Al2O3 的配比，研究其催化降解性能。
1.1贵金属掺杂的Ce基复合氧化物
在汽车尾气三效催化剂(TWC)中，储氧材料是汽车尾气净化催化剂的关键材料，决定了催化剂的性能和寿命。CeO2是汽车尾气净化催化剂重要的组分，它的主要作用是通过氧化还原反应实现储氧和放氧，拓宽催化剂的三效窗口。稀土、过渡金属、贵金属的掺杂都能在一定程度上提高CeO2的热稳定性、储氧能力和催化活性。CeO2能够促进贵金属的分散，增加Al2O3 载体的热稳定性，增强水气转化及水蒸气重整反应，提高金属?载体界面位的催化活性。贵金属以离子态取代CeO2不仅能增强储氧能力，而且贵金属离子能作为还原性分子的吸附位，增强低温下对 CO、NO 和 HC 的催化活性。摩尔分数不超过3% Pt离子取代CeO2可以减少催化剂中贵金属的用量。
对CeO2的掺杂改性主要是基于引入外来离子带来的尺寸效应及电价平衡效应和元素自身具有的氧化还原性。一般情况下有以下几种催化剂的制备方法：沉淀法、浸渍发、混合法、离子交换法和熔融法。浸渍法一般将载体放进含有活性物质的液体中浸渍，从而直接得到负载完成的催化剂。
1.2 催化剂的制备
Pt 的负载采用湿法浸渍法。
用湿式浸渍法制备0.5 wt% Pt 负载量氧化物CeO2。配制一定浓度的Pt(NH3)2(NO2)2氨水溶液，称取一定质量的CeO2氧化物粉体，按0.5 wt% 的负载量浸渍Pt 盐溶液，超声分散30 min 后于80 °C 下烘箱干燥8 h，与载体同在马弗炉中450 °C 下焙烧4 h，所得样品放于玛瑙研钵中研细，压片，过筛，选取40 - 60 目的颗粒作为催化剂用。
2.1催化剂的表征方法
2.1.1 BET比表面积
BET 比表面积：气体吸附法是表征多孔材料孔结构、表面积大小最有效的方法之一，其中N2低温吸附法测量多孔材料的比表面积已成为标准方法，同时也是表征其孔结构及其特性的常用方法之一。比表面积是催化剂及载体的基本物理属性之一，具有适当大小比表面积的催化剂，可为反应物种的吸附、反应提供发生反应的场所。一般来说，固体催化剂的表面积越大，催化剂与氧化还原物种的接触面积就越大，从而越有利于催化反应的进行。在一定温度下利用比表面分析仪测定N2吸脱附等温线，根据BET（Brunanuer-Emmett-Teller) 方法计算BET 比表面积，采用BJH（Barrett-Joyner-Halenda）方法计算催化剂的平均粒径分布。
2.1.2 X射线衍射（XRD）
X 射线衍射（XRD）：XRD 是目前研究晶体结构（如原子或离子及其基团的种类和位置分布，晶胞形状和大小等）最有力的方法，特别适用于晶态物质的物相分析。晶态物质组成元素或基团如不相同或其结构有差异，它们的衍射谱图在衍射峰数目、角度位置、相对强度次序以至衍射峰的形状上就显现出差异。因此，通过样品的X 射线衍射图与已知晶态物质的X 射线衍射谱图（ICDD，PDF 图谱）的对比分析，便可以完成样品物相组成和结构的定性鉴定。在多相催化研究中，XRD被广泛地用于催化剂材料的晶相结构及组成的分析。
2.1.3 红外光谱法
红外光谱（Infrared Spectroscopy，IR)，又称振动光谱，一般红外光谱仪测量吸收光的波数（频率的倒数，单位cm-1）为400-4000，其测定原理是具有非对称性结构物质的分子吸收了红外辐射后，引起分子的振动-转动能级的跃迁而形成的光谱。红外光谱与分子的结构密切相关，是研究表征分子结构的一种有效手段。
红外光谱通过按照检测方式的不同，红外光谱分为透射光谱（Transmission spectroscopy）、漫反射光谱（Diffusion reflectance spectroscopy）、衰减全反射（Attenuated total reflection）、发射光谱（Emission spectroscopy）等不同方法。其中，在催化研究中最为常用的是透射光谱法和漫反射光谱法。透射法是红外光在穿透整个样品后，再到达检测器，因此它的光谱包含了样品表层与体相的全部信息。漫反射法是红外光照射到样品表面并进入到样品的表层，经多次反射、折射、衍射、吸收后返回样品表面，进而到达检测器，因而只探测表层结构与吸附态物种的信息，即具有表面敏感性。在SCR去除NO X反应中，HC、NO X、O2之间的反应属于典型的气—固表面反应，发生在催化剂表面，因而漫反射光谱对此尤为适用。另外，透过法一般要对样品进行压片处理，从而改变了样品的初始状态，而漫反射是直接将样品置于样品台上进行测试的，则避免了由于制样而引起的影响。
2.2 催化剂活性评价
催化剂的SCR 催化活性评价可通过模拟汽车发动机排气的组成，对催化剂性能进行实验测定。SCR催化活性评价评价系统可由气路控制单元、催化反应器单元和气体分析测试单元三部分组成连续流动的固定床反应。配置不同浓度及流量的反应气体，气路由流量控制器和流量显示仪分别进行控制和测量；然后通过催化反应器固体催化剂，并对NO、CO、
HC反应前、后的浓度进行检测对气体分析测试，确定SCR催化剂的转化效率，该系统可以评价催化剂的活性。
3. 影响因素分析
Pt 4+/2+/0氧化还原电对之间的相互作用是Pt/CeO2具有高储氧能力和高催化活性的原因。混合氧化物的氧化还原行为和储氧能力取决于多种因素：包括氧化物的组成、结构、相均性和预处理等。其中比表面积对动态储氧的影响与温度有关，另外由氧迁移而引起的氧空穴扩散对储氧能力很重要，体相氧的迁移主要跟材料的体相结构有关，尤其是氧空穴的数量。3.1 制备方法
不同制备方法会导致 Pt/CeO2与载体Al2O3相互作用的不同，进而引起织构、结构和催化活性的不同。改变材料的制备方法，采用沉淀法和机械法再分别制备的Pt/CeO2催化材料，然后在相同条件及气氛下，测试比较不同制备方法下，催化剂性能谱图的相吻合性以及峰面积的变化。
3.2 Pt/Ce含量比及载体Al2O3
改变Ce含量(摩尔分数) ，测定不同浓度条件下Pt/CeO2的O2吸附量(700℃测量值)及Ce 4+的还原度，利用红外气体分析仪对反应前后NO浓度进行测定。
Al2O3含量越高，样品的比表面积及孔容越大，对NO的吸附性影响较大。比较不同Al2O3载体含量下，CeO2在负载Pt前后的NO 吸附曲线。
催化剂反应环境气体组成为：NO、NH3、CO、O2、HC、用氮气作为平衡气。反应温度控制在50~600 ℃之间，设定空速。
3.3 NO低温吸附（NO-ADS）和NO 程序升温脱附（NO-TPD）
程序低温吸附，升温脱附是研究负载型催化剂中金属氧化物之间以及金属氧化物与载体之间相互作用的有效方法。可在全自动化学吸附分析仪上进行金属改性分子筛催化剂的程序升温还原（H2-TPR），方法是将催化剂样品在300℃条件下由氮气处理一定时间后降温，然后切换气氛至H2/N2混合气再以一定速率升温至900℃，利用热导检测器（TCD）检测处理完成的气体，TPR谱图数据由与其相连的计算机在线纪录。比较CeO2和Pt/CeO2的NO-TPD 和NO与NO2浓度的变化曲线。通过吸附实验，可以得出催化剂样品达到饱和吸附状态所需时间，比较不同样品之间吸附速度的快慢，评价催化剂样品对探针气体的吸附能力。
程序升温脱附则是在催化剂样品达到吸附饱和或近饱和状态，通入恒定流量的惰性载气，并以一定的升温速率加热催化剂样品，使探针气体在不同温度下进行脱附，利用分析仪器检测并记录所脱附探针气体或其反应产物的浓度。跟踪并记录氧化反应中各气体组分的浓度变化，从而评价催化剂对反应物的催化氧化活性。
柴油机尾气后处理技术基础介绍
柴油机尾气后处理技术
基础开发室性能组
李兴民 2009.4
内容
尾气后处理技术简介 柴油机尾气的组成 后处理基础知识 典型后处理布置方案
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD
尾气后处理技术简介
为什么要采用尾气后处理技术？ 为了满足越来越苛刻的环保法 规要求，仅仅依靠发动机本体 的技术措施已经不能满足法规 的要求，专门针对发动机尾气 采用物理、化学方法进行净化 处理的方法叫做发动机尾气后 处理技术
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD
排放法规
2 (8%)
cu rve
8 (9%) 10 (8%)
Torque
Fu ll l oa d
6 (5%)
4 (10%) 75% load
12 (5%)
5 (5%)
3 (10%) 50% lo ad
13 (5%)
7 (5%)
9 (10%)
25% load
11 (5%)
1 (15%) idle
250
A
B
C
Engine speed
100 Torque [%]
200
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Engine speed [%]
100
-50
50
-100
0 0
Urban
600
Rural Time [sec]
-150 1200 Motorway 1800
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD
柴油发电机冒黑烟解决方法
柴油机冒黑烟解决方式 1、更换空气滤清器 最为常见的问题，因为空气中的灰尘及颗粒物过多使得滤清器滤芯堆积较多的尘土和污物，增加了进气阻力，导致供气不足。 建议空气污染严重地区(尤其是空气悬浮颗粒物较多的地区)5000KM 清洁一次，空气良好的地区10000KM清洁一次。 2、更换电磁阀(包括涡轮增压器的) 柴油品质不好会导致喷油嘴堵塞、磨损等，致使供油不准确，更换电磁阀能解决这个问题。建议柴油质量不佳的中小城市车主重点检查该处。北京的就有福了，08年起将提供低硫清洁柴油，欧IV标准的阿! 3、更换燃油滤清器 也是柴油品质导致的，柴油中灰度和水份必须先滤清才能进入气缸，如果燃油滤清器不达标，使用时间超过规定或因质量问题发生破损等，都会造成颗粒和水份随柴油一起进入发动机燃烧，并损坏燃油系统，特别是共轨系统，使得高压无法建立，喷射雾化不充分，都会造
成冒黑烟现象。 4、清洗油路 积炭会阻碍油路，并导致供油不畅。这是论坛中出现过的问题，并有车主反映清洗油路后冒黑烟问题大大缓解。 建议柴油品质不佳地区可以采纳尝试这个解决办法，避免有时候被4S忽悠。不过推荐先试用柴油添加剂。 5、更换损坏部件 长时间的行驶会导致部件的磨损，影响供油供气。因为此类故障出现比较分散，需要4S检测才能确认故障根源。 6、添加柴油添加剂 加两次就可以有效清洗油路，减少积炭。不过不需要每次都加，除非你是卖添加剂的。该解决办法仅针对柴油品质导致油路不畅的情况，如果添加剂没有改善冒黑烟状况，就需要去4S检查了。 柴油车尾气净化器等类似的尾气处理装置故障及维护不在讨论范围，
因为该环节只是掩盖了冒黑烟的表象，甚至会使得车主在不了解车况的情况下带病上路，发生更多更严重的故障。 柴油发电机：https://www.sodocs.net/doc/c418581273.html,
最新柴油发电机尾气处理工程技术规范
。 柴油发电机尾气处理工程技术规范 1 适用范围 本标准规定了柴油发电机尾气处理工程的设计、施工、验收以及运行管理的技术要求，可作为环境影响评价、可行性研究、设计施工、环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。 2 规范性引用文件 （1）环境保护有关法律法规 （2）大气污染物综合排放标准(GB16297-1996) （3）广东省地方标准《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001） 3 总体设计 （1）柴油发电机尾气处理工程的设计建设，除应遵守本技术规范外，还应符合国家现行的相关强制性标准的规定。 （2）应根据企业柴油发电机尾气中气体污染物种类、浓度及处理要求等条件确定柴油发电机尾气处理工程的处理规模和处理工艺，做到保护环境、经济合理、技术可靠。 （3）处理工程技术方案的选择应符合环境影响评价报告书批复文件的要求，柴油发电机尾气处理后应稳定达到有关国家和地方排放标准的规定。 4 工艺技术要求 工厂应做好发电机日常维护保养，采取多种形式的节能减排措施，如使用燃油添加剂、润滑油添加剂及安装换热器等。针对柴油发电机的尾气，目前可以采用的技术主要有：低温等离子体技术、三效催化剂闭环控制系统、碱法吸收处理。 4.1液体吸收-低温等离子体催化组合柴油发电机尾气净化设备 该设备集中了液体吸收技术和低温等离子体催化新技术的诸多优点，处理效果良好（95％以上），运行稳定，维护简单等。主要工艺流程如图1所示：
柴油发电机尾气经过液体吸收单元、水雾过滤网、等离子体单元、催化单元等的处理后在油雾、炭黑等颗粒物和SO2、NOX、CO、CH等气态污染物均可以很好地去除，技术先进可靠。该技术核心是低温等离子体单元，技术关键是： 大功率高压快速上升沿窄脉冲电源设计制造，本系统使用IGBT驱动的无感电源，具有上升沿速度快、拉弧保护、过载保护、等特点。单电源功率200W。 高压电源与放电、捕集极板的匹配技术、绝缘技术、安全防护技术，保证电源工作在理想的负荷状态。 催化剂极板的催化剂合成、担载和制作技术，采用纳米材料原位装配技术、辅助烧结、表面活化处理技术，使催化剂极板具有耐轰击、耐腐蚀、长寿命、可清洗等技术条件。 净化过滤器的催化剂担载技术，使用适当的涂装技术，将臭氧净化催化剂担载于蜂窝孔状材料上，制成过滤器。 模块化机构设计，便于清洁维护，可以通过多级组合达到针对不同污染气体的处理要求。 条件要求是： 入口空气中非甲烷有机烃的含量小于400mg/m3。 入口气体不得含有水雾。 入口气体不得含有胶体颗粒物、易燃纤维。 入口气体的固相颗粒物含量应小于10mg/m3。 220交流供电，功率容量1kW。 4.2三效催化剂闭环控制系统 三效催化剂闭环控制系统是最常用的排气净化系统。在这个系统中，柴油发电机排出的三种主要污染物CO、HC、NOX能同时被高效率的净化。尾气净化器主要由载体、涂层、活性物、衬垫和壳体等组成。其核心
柴油机尾气处理方式
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…EG
R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
柴油机排气后处理装置技术要求第5部分：后处理器机械性能
中国环境保护产业协会标 T/CAEPI □□－20□□ 柴油机排气后处理装置技术要求 第5部分：后处理器机械性能 Technical Requirements of Diesel Emission Aftertreatment Devices Part 5: Mechanical Performance of After-treatment Converter （征求意见稿） 中国环境保护产业协会发布
T/CAEPI XXX-201X 目 录 前 言...........................................................................III 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求.......................................................错误！未定义书签。 4.1 一般要求 (3) 4.2 机械性能要求 (3) 5 试验程序 (4) 6 试验方法 (4) 6.1 密封性试验 (4) 6.2 轴向推力试验 (4) 6.3 水急冷试验 (4) 6.4 热振动试验 (5) 6.5 热疲劳试验 (6) 7 检验规则 (7) 7.1 检验分类 (7) 7.2 检验项目 (7) 8 标志、包装、运输、储存 (8)
T/CAEPI XXX-201X 前 言 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，促进环保技术装备发展，规范柴油机排气后处理装置的技术要求和试验方法，降低柴油机尾气排放中的污染物对空气质量的影响，制定本标准。 CAEPI XXX-201X《柴油机排气后处理装置技术要求》分为如下5个部分： ——第1部分：氧化型催化转化器（DOC）； ——第2部分：选择性催化还原器（SCR）； ——第3部分：柴油机颗粒捕集器（DPF）； ——第4部分：氨逃逸催化器（ASC）； ——第5部分：后处理器机械性能； 本部分为T/CAEPI XXX-201X 第5部分。 本部分规定了柴油机排气后处理装置后处理器的机械性能技术要求和试验方法。 本部分是对HJ451-2008《环境保护产品技术要求柴油车排气后处理装置》的修订，与原标准相比主要变化如下 ——增加了后处理器封装单元的技术要求和测试方法 ； ——增加了后处理器总成热疲劳要求和试验方法 ； ——修改了密封性技术要求，将压降要求改为泄漏量要求； ——修改了轴向推力试验方法，根据载体的大小，线性关系增加轴向力； ——修改了预处理条件，调整了预处理温度； ——修改了水急冷试验方法，将四段式循环方式改为两段式； ——修改了振动试验方法； ——修改了试验条件和试验程序； ——修改了检验规则。 本标准由中国环境保护产业协会组织制订。 本标准起草单位： 本标准主要起草人：
最新柴油发电机尾气处理工程技术规范
柴油发电机尾气处理工程技术规范 1 适用范围 本标准规定了柴油发电机尾气处理工程的设计、施工、验收以及运行管理的技术要求，可作为环境影响评价、可行性研究、设计施工、环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。 2 规范性引用文件 （1）环境保护有关法律法规 （2）大气污染物综合排放标准(GB16297-1996) （3）广东省地方标准《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001） 3 总体设计 （1）柴油发电机尾气处理工程的设计建设，除应遵守本技术规范外，还应符合国家现行的相关强制性标准的规定。 （2）应根据企业柴油发电机尾气中气体污染物种类、浓度及处理要求等条件确定柴油发电机尾气处理工程的处理规模和处理工艺，做到保护环境、经济合理、技术可靠。 （3）处理工程技术方案的选择应符合环境影响评价报告书批复文件的要求，柴油发电机尾气处理后应稳定达到有关国家和地方排放标准的规定。 4 工艺技术要求 工厂应做好发电机日常维护保养，采取多种形式的节能减排措施，如使用燃油添加剂、润滑油添加剂及安装换热器等。针对柴油发电机的尾气，目前可以采用的技术主要有：低温等离子体技术、三效催化剂闭环控制系统、碱法吸收处理。 4.1液体吸收-低温等离子体催化组合柴油发电机尾气净化设备 该设备集中了液体吸收技术和低温等离子体催化新技术的诸多优点，处理效果良好（95％以上），运行稳定，维护简单等。主要工艺流程如图1所示：
柴油发电机尾气经过液体吸收单元、水雾过滤网、等离子体单元、催化单元等的处理后在油雾、炭黑等颗粒物和SO2、NOX、CO、CH等气态污染物均可以很好地去除，技术先进可靠。该技术核心是低温等离子体单元，技术关键是： 大功率高压快速上升沿窄脉冲电源设计制造，本系统使用IGBT驱动的无感电源，具有上升沿速度快、拉弧保护、过载保护、等特点。单电源功率200W。 高压电源与放电、捕集极板的匹配技术、绝缘技术、安全防护技术，保证电源工作在理想的负荷状态。 催化剂极板的催化剂合成、担载和制作技术，采用纳米材料原位装配技术、辅助烧结、表面活化处理技术，使催化剂极板具有耐轰击、耐腐蚀、长寿命、可清洗等技术条件。 净化过滤器的催化剂担载技术，使用适当的涂装技术，将臭氧净化催化剂担载于蜂窝孔状材料上，制成过滤器。 模块化机构设计，便于清洁维护，可以通过多级组合达到针对不同污染气体的处理要求。 条件要求是： 入口空气中非甲烷有机烃的含量小于400mg/m3。 入口气体不得含有水雾。 入口气体不得含有胶体颗粒物、易燃纤维。 入口气体的固相颗粒物含量应小于10mg/m3。 220交流供电，功率容量1kW。 4.2三效催化剂闭环控制系统 三效催化剂闭环控制系统是最常用的排气净化系统。在这个系统中，柴油发电机排出的三种主要污染物CO、HC、NOX能同时被高效率的净化。尾气净化器主要由载体、涂层、活性物、衬垫和壳体等组成。其核心部
柴油发电机组尾气处理工程
广西地质矿产勘查开发局1#大院柴油发电机组尾气处理工程 （方案设计） 广西华之夏环保咨询有限公司 二O一三年二月
目录 1项目概述 (3) 2设计依据 (3) 3设计参数及排放标准 (4) 3.1设计参数 (4) 3.2排放标准 (4) 4工艺流程 (4) 4.1工艺流程图 (4) 4.2工艺简介 (5) 5工作原理 (5) 5.1除尘原理 (5) 5.2脱硫原理 (5) 5.3旋流板脱硫机理 (5) 5.4高效脱硫除尘器示意图 (6) 5.5独特设计 (7) 6主要设备计算 (7) 7投资估算 (8)
1项目概述 广西地质矿产勘查开发局1#大院位于南宁市建政路1号，新建有两栋26层住宅楼（A栋、B栋）及一栋16层与26层拼接的住宅楼，设计居住户数772户，居住人数2702人，地下机动停车泊位323个，小区占地面积4849.6平方米，总建筑面积107440平方米，容积率2.625，建筑密度25.22%。地下发电机房装有1台柴油发电机400KW，以备停电时使用，该发电机以柴油为燃料，柴油在不完全燃烧过程中产生含氮氧化物、一氧化碳、颗粒物、硫化物及黑度的废气，如不经处理而直接排放，会对周边环境产生一定的影响。根据广西地质矿产勘查开发局1#大院建筑住房环评批复，要求柴油发电机组尾气经处理后达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准后排放。 现尾气排放口柴油发电机 2设计依据 《中华人民共和国污染防治法》； 《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996 《三废处理工程技术手册》废气卷； 《全国通用通风管道计算表》； “关于广西地质矿产勘查开发局1#大院市场运作建设住房项目环境影响报告书的批复”
HW柴油机后处理技术概述
当下常用柴油机后处理技术： 1SCR（Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原技术） 1.1NH3- SCR 1.1.1反应原理 使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为32.5%，符合DIN V70070国际标准，市 场上也称之为“AdBlue”溶液。当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。 第一步: 热解反应 CO(NH2)2→加热→NH3+ HNCO 第二步: 水解反应 HNCO+H2O→催化剂→NH3+CO2 尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x发生化学反应，具体反应方程式如下 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O 8NH3+6NO2→7N2+12H2O 1.1.2控制方法 尿素SCR系统主要由后处理控制单元( DCU)、尿素泵( SM)、喷嘴( DM)、尿素罐、SCR 催化器及 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。 DCU为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。SCR 系统开始 工作时，DCU首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶 液开始流动。控制单元通过CAN总线与发动机的ECU进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上 催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应 机理还原尾气中的NO x，多余的尿素被送回到尿素罐内。 1.1.3存在的问题 1.1.3.1低温工况下NO x转化率低 尿素在废气温度为160℃左右时，开始发生热解反应产生异氰酸(HNCO)和一部分氨气。由于尿 素热解需要吸收大量的热量，当排气温度较低时热解速度较慢。有关研究表明，温度为330℃时 仅有20%左右的尿素可以发生热解，而400℃时有50%的尿素发生热解，剩下的尿素只能到达 催化剂表面后完成热解。当外界环境温度较低或发动机时，发动机废气温度很可能达不到要求， 不能产生足够的氨气，反应效率低下，后处理系统不能发挥应有的作用。对此的对策是开发低 温催化剂，改善尿素溶液喷射装置使喷射出的液滴更小，安装水解催化剂促进尿素低温水解等 等。 1.1.3.2尿素结晶 由于排气管的材料一般为不锈钢，废气与排气管内壁之间存在一定的温度差，如果尿素溶液在 较低的温度下喷射到排气管中，势必有部分雾化后的尿素小颗粒会附着在管壁上形成液膜，进 而会产生晶体。其原因是在温度范围为132 ～180℃的低温条件下，尿素除了正常分解外，还 会发生另外的一系列副反应产生副产物，如三聚氰酸C3N3(OH)3、缩二脲NH(CONH2)2 和三聚氰胺C3N3(NH2)3等。
(完整版)柴油尾气处理液简介
柴油机尾气处理液简介 组成 (1) 生产原理 (1) 产品标准 (2) 存储方式 (2) 使用原理 (2) 发展现状 (5) 国内市场现状： (5) 国内较大的生产厂家: (6) 天津悦泰石化科技有限公司 (6) 江苏的可兰素公司 (7) 美丰加蓝 (7) 福建溢通环保科技（莆田）有限公司 (8) 辽宁润迪汽车环保科技股份有限公司 (8) 市场价格 (9) 组成 柴油机尾气处理液又名车用尿素，应用于柴油发动机中，它是一种使用在SCR 技术中，用来减少柴油车尾气中的氮氧化物污染的液体。车用尿素溶液还有着不同的叫法，在欧洲被成为Adbule，而在北美则被成为DEF，"Diesel Exhaust Fluid"的缩写，中文直译为“柴油机排放处理液”，也称柴油发动机氮氧化物还原剂（AUS32）。车用尿素外观清澈，不含毒素，使用安全。是一种非爆炸性，非易燃和对环境不会造成损害的溶液。车用尿素归属为可输送液体的最低风险类别，既不是燃料，也不是燃油添加剂。加注车用尿素就等于加油一样简单，就算把车用尿素溅在手上，只是用清水冲洗便可。车用尿素的平均消耗量一般为柴油使用量的3-5％，能优化发动机性能和燃料消耗，减少柴油消耗可高达6%，显著降低成本。 生产原理 车用尿素是浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液，生产原料为尿素晶体和超纯水。尿素晶体主要是从工业尿素提纯得来，超纯水必须使用电子行业一级超纯水。车用尿素溶液是用不含其他任何添加物的高纯尿素和纯水一起配制的溶液，该溶液中尿素含量为32.5%(质量分数)。
产品标准 车用尿素国家标准”的GB29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂尿素水溶液(AUS32)》由国家质检总局和国标委于2013年5月7日发布，2013年7月1日实施。本标准由环保部提出，由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会归口，起草单位包括中石化销售有限公司华北分公司、中国环境科学研究院、中石化润滑油分公司、中石油销售分公司、中石油兰州润滑油研发中心、四川美丰化工等单位。本标准规定了柴油发动机氮氧化物还原剂——尿素水溶液(AUS32)的术语和定义、标识、技术要求和试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存，并对该产品的加注接口做了推荐要求。本标准规定，尿素水溶液(AUS32)是指工业上生产的只含有痕量缩二脲、氨和水的尿素，不含醛和其他物质(如抗结块剂)，不含硫和硫化物、氯化物、硝酸盐和其他化合物。符合本标准的AUS32的加注泵和容器上应具有下列标识：AUS32GB29 518。避免AUS32被污染和对容器、管道、阀门、连接件、密封垫等的腐蚀，在处理、运输、储存和采样的各个环节都要保证AUS32与直接接触的材料兼容。 存储方式 在存储方式正确的情况下，车用尿素有一年的保质期。储存车用尿素的位置必需远离阳光直接照射，温度不宜太热或太冷，并在通风良好的存储区域。此溶液的凝固点为摄氏-11度，溶解后会保留其最初的质量。在不使用时应储存在密封包装里。 使用原理 由于各国的环境保护部门提出进一步减少柴油机排放放的氮氧化物污染物。国内俗称欧IV标准。发动机生产商开始使用SCR技术（ Selective Catalytic Reduction Technology选择性催化还原技术）来达到环保部门的要求。通过使用选择性催化还原(SCR)技术，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理；
柴油发电机降噪方案
柴油发电机降噪方案 一、噪声产生的原因 1、噪声 气流噪声主要集中在发电机房的进、排风口和发电机的排气管口。气流噪声气体的非稳定性流动时产生的，也就是气流的脉动，气流与气体及气体与物体相互作用产生的。 2、机械噪声 此处的机械噪声是由柴油发电机零部件的旋转、不平衡引起的振动产生，以及柴油发电机中膨胀气体冲击气缸产生，还有机械零部件、轴承之间的互相磨擦。 3、电磁噪声 电磁噪声是由交变磁场对定子和转子作用产生的,周期性的交变力.发电机运转,电场能与磁场能相互作用转换,产生电磁噪声。 4、噪声衍射 由于柴油发电机房内封闭不严,部分声音外泄。 5、噪声叠加 各种噪声因发电机房内多次反射,反复叠加,产生更高和综合噪声。 二、解决方案 1、房间设计角度 1）使用隔声墙
利用砖墙将发电机房封闭。对墙体隔声量可用如下的经验公式计算：R=16(logM)+8 如：240MM厚砖密度M=375KG/㎡，则240MM厚砖墙的隔声量为：R=16log375+8=49.2 dB(A)。 2）使用隔声门 为保证机房的噪声不被通道口外传，所以要在通道所在位置设置隔声门。隔声门参照国标J649-M1021设计，门体为双层钢板复合结构，内填优质吸声岩棉，边框在门缝企口处包毛毡，起到有效的密封作用。 3）穿墙管,电缆沟洞需填充，做隔声处理 管道，电缆穿墙用超细玻璃棉填交，实施软接触，防止固体噪声波传播。 4）使用高新能吸音材料 机房内顶部和四周墙上铺设吸声系数高的吸、隔声材料，主要用来消除室内混响，降低机房内声能密度及反射强度。 5）进排风降噪 机房的进风通道和排风通道分别做隔音墙体，进风通道和排风通道内设置消音片。在通道内有一段距离进行缓冲，这样就能降低声源从机房内向外辐射的强度。 6）降低机房温度 柴油机工作时产生大量的热，如果不及时排清，抽进新鲜空气，就会使室内的温度不断升高，特别是由于隔声房具有保温作用，机房温度升高更快，因此需要考虑从室外送入大量新鲜空气，
高效清洁柴油机技术-5柴油机排气后处理
现代动力技术之二 现代高效低排放柴油机技术 (五)柴油机排气后处理 石磊 上海交大内燃机研究所
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式（1）一氧化碳（CO）：不完全燃烧产物。 （2）碳氢化合物（HC）：未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化产物。 （3）氮氧化合物（NOx）：在燃烧过程中和排入大气后造成的氮的各种氧化物（NO、NO2为主）的总称。 （4）颗粒排放物(PM）：主要是碳烟、未燃燃油和润滑油液态颗粒，以及其他碳氢化合物、硫化物、含金属的灰分等。 （5）二氧化碳（CO2）：燃烧的必然产物。
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式 一氧化碳（CO） （1）形成原因 汽油机——主要是由可燃混合气过 浓造成的。 柴油机——主要是由燃烧室内部缺 氧或温度过低造成的。 （2）危害 是一种无色、无味的有毒气体，吸 入人体后，能以比氧强210倍的亲和 力同血液中的血红蛋白结合，形成 碳氧血红蛋白，阻碍血液向心脏、 脑等器官输送氧气，从而引起各种 中毒症状，直至使人窒息死亡。
1. 排放污染物的成分 2. 污染物的形成与危害 3. 污染物的来源 4. 污染物的净化方式 碳氢化合物（HC） （1）形成原因 汽油机——主要是因为低温缸壁的 冷激作用，使火焰消失；电火花太 弱，不能点燃混合气；进排气门重 叠期间，新鲜混合气泄漏；曲轴箱 窜气，汽油箱或化油器浮子室内汽 油蒸发等。 柴油机——主要是混合气形成不良 或温度过低而形成。 （2）危害 HC吸入人体后会破坏造血机能，造 成贫血、神经衰弱等，同时也会致 癌。
发电机尾气处理方案
方案目录 第一章发电机尾气治理工程设计方案 (1) 一、概述 (2) 二、设计依据 (2) 三、设计原则 (2) 四、设计范围 (2) 五、设计参数及排放标准 (3) 六、工艺流程设计 (3) 七、主要设备选型 (5) 八、附图、报价单 (7)
第一章发电机尾气治理工程设计方案 一、概述 其发电机房装有2台柴油发电机(310KW+800KW)，以备停电时使用。该发电机以柴油为燃料，柴油在不完全燃烧过程中产生含氮氧化物、一氧化碳、颗粒物、硫化物及黑度的废气，如不经处理而直接排放，会对周边环境产生一定的影响。为了使其发电机尾气能达到环保要求排放，该公司特委托东莞绿峰环保机电工程有限公司对此尾气提供治理设计方案，以供参考。 二、设计依据 （1）《中华人民共和国污染防治法》； （2）《三废处理工程技术手册》废气卷； （3）《全国通用通风管道计算表》； （4）现场勘察的有关资料； （5）我公司对同类废气的处理经验。 三、设计原则 （1）采用先进、合理、成熟的处理工艺。 （2）工艺设计与设备选型能在运行的过程中有较大的调节余地。 （3）操作管理方便，节省动力消耗和运行费用。 四、设计范围 （1）工艺设计 （2）设备选型及设计
（3）工程投资预算 （4）运行费用分析 五、设计参数及排放标准 1、设计参数 根据业主提供的资料及现场收集的资料，其发电机房装有2台柴油发电机。其中两台发电机分别配套一套发电机尾气处理系统，其中310KW发电机配套处理风量4000m3/h的尾气处理系统一套，800KW 发电机配套处理风量10000m3/h的尾气处理系统一套。 2、排放标准 处理后发电机尾气排放执行《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996第二时段二级标准 SO2：≤550mg/m3 颗粒物：≤120mg/m3 林格曼黑度：≤1级 六、工艺流程设计 （一）工艺选择说明： 发电机采用0#柴油为燃料，柴油在燃烧过程中主要产生含二氧化硫、氮氧化物和烟尘的高温尾气，我公司建议采用水喷淋法对此尾气进行脱硫除尘治理，同时根据这种尾气溶于水后使水呈酸性，腐蚀性大的特点，我公司设计主体设备采用不锈钢材质制作，并采用双碱（氢氧化钠+石灰）溶液喷淋，酸碱中和，降低对设备的腐蚀性。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用要点
(2014-2015学年第2学期) XXXX大学研究生课程论文 课程论文题目：SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用 课程名称内燃机燃烧与排放控制 课程类别□学位课□非学位课 任课教师XXX 所在学院车辆工程学院 学科专业车辆工程 姓名XX 学号 提交日期2015年5月11日
目录 摘要 (2) 1.引言： (2) 2.目前柴油机排放污染物的控制技术路线 (3) 2.1EGR+ DPF 路线 (3) 2.2优化燃烧+SCR 路线 (3) 3.柴油机SCR技术及其发展 (4) 3.1国外柴油机SCR 技术的研究与应用现状 (4) 3.2国内柴油机SCR 技术的研究与应用现状 (4) 4柴油机SCR技术的实现 (5) 4.1 SCR技术 (5) 4.2SCR关键技术的发展 (7) 4.2.1催化转化器 (7) 4.2.2尿素喷射系统 (8) 5.SCR后处理系统对柴油机颗粒物成分的影响 (9) 6.发展前景 (10) 参考文献 (10)
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用 摘要：随着人们对环境问题的关注，排放法规日益严格，对重型柴油机排放控制技术的研究具有重要意义。在欧洲，“优化燃烧+选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）”的排放控制技术以其燃油经济性好、抗硫中毒能力强等优点，已成为重型柴油机满足欧IV欧V排放标准的主流技术路线。在我国，随着国IV国V排放法规的推进，SCR 技术也正在成为国内发动机排放技术研究的一大热点。为了提高SCR系统的控制性能，开发满足国V排放法规的SCR系统。 本文首先对目前柴油机排放污染物的控制技术路线进行分析，对1EGR+ DPF 路线和优化燃烧+SCR 路线进行了阐述，并探究了柴油机SCR技术在国内外的研究和发展情况。而后有针对性的对SCR技术以及其系统中关键技术进行分析。文章最后，对目标发动机进行实验，采用欧洲瞬态循环（ESC）技术，通过气相色谱质谱联用仪、电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪对安装了SCR后处理系统前后的排气颗粒物成分包括SOF、重金属、阴离子进行了实验分析。 关键字：SCR 发动机排放颗粒SOF 1.引言： 柴油机由于具有动力性强、耗油率低等优势，在中/重型车辆上得到了广泛的应用，但严重的排放问题仍然制约着柴油机的快速发展。柴油机排放的一氧化碳CO和碳氧化合物CH相对汽油机来说要少得多，但氮氧化物NOX排放与汽油机在同一数量级，微粒PM排放要比汽油机高几十倍甚至更多[1,2]，因此柴油机的排放控制重点NOX是与PM(包括碳烟)。柴油机排放的和是大气的重要污染源，被认为具有高致癌性而且已成为市区空气中颗粒悬浮物的主要污染源，NOX 除诱发人类神经和呼吸系统障碍以外也是造成酸雨和形成光化学烟雾的罪魁祸首之一[3],然而，柴油机的主要排放物NOX和PM无法像汽油机排放污染物那样可以通过采用三效催化转化器有效地解决，主要原因是柴油机排气中氧气含量高，使得利用发动机排气中还原剂来还原NOX的反应难以进行，另外，柴油机排气温度也明显低于汽油机，不利于后处理装置中催化剂的高效工作[4]。随着人
最新柴油发电机尾气处理工程技术规范
柴油发电机尾气处理工程技术规范 1适用范围本标准规定了柴油发电机尾气处理工程的设计、施工、验收以及运行管理的技术要求，可作为环境影响评价、可行性研究、设计施工、环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。 2规范性引用文件 （1）环境保护有关法律法规 （2）大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）（3）广东省地方标准《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001 ） 3总体设计 （1）柴油发电机尾气处理工程的设计建设，除应遵守本技术规范外，还应符合国家现行的相关强制性标准的规定。 （2）应根据企业柴油发电机尾气中气体污染物种类、浓度及处理要求等条件确定柴油发电机尾气处理工程的处理规模和处理工艺，做到保护环境、经济合理、技术可靠。 （3）处理工程技术方案的选择应符合环境影响评价报告书批复文件的要求，柴油发电机尾气处理后应稳定达到有关国家和地方排放标准的规定。 4工艺技术要求工厂应做好发电机日常维护保养，采取多种形式的节能减排措施，如使用燃油添加剂、润滑油添加剂及安装换热器等。针对柴油发电机的尾气，目前可以采用的技术主要有：低温等离子体技术、三效催化剂闭环控制系统、碱法吸收处理。 4.1 液体吸收- 低温等离子体催化组合柴油发电机尾气净化设备该设备集中了液体吸收技术和低温等离子体催化新技术的诸多优点，处理效果良好（95％以上），运行稳定，维护简单等。主要工艺流程如图1 所示：
柴油发电机尾气经过液体吸收单元、水雾过滤网、等离子体单元、催化单元等的处理后在油雾、炭黑等颗 粒物和SO2 NOX CO CH等气态污染物均可以很好地去除，技术先进可靠。该技术核心是低温等离子体单元，技术关键是：大功率高压快速上升沿窄脉冲电源设计制造，本系统使用IGBT驱动的无感电源，具有上升沿速度快、 拉弧保护、过载保护、等特点。单电源功率200W 高压电源与放电、捕集极板的匹配技术、绝缘技术、安全防护技术，保证电源工作在理想的负荷状态。 催化剂极板的催化剂合成、担载和制作技术，采用纳米材料原位装配技术、辅助烧结、表面活化处理技术，使催化剂极板具有耐轰击、耐腐蚀、长寿命、可清洗等技术条件。 净化过滤器的催化剂担载技术，使用适当的涂装技术，将臭氧净化催化剂担载于蜂窝孔状材料上，制成过滤器。 模块化机构设计，便于清洁维护，可以通过多级组合达到针对不同污染气体的处理要求。 条件要求是： 入口空气中非甲烷有机烃的含量小于400mg/m3 入口气体不得含有水雾。 入口气体不得含有胶体颗粒物、易燃纤维。 入口气体的固相颗粒物含量应小于10mg/m3 220交流供电，功率容量1kW 4.2三效催化剂闭环控制系统 三效催化剂闭环控制系统是最常用的排气净化系统。在这个系统中，柴油发电机排岀的三种主要污染物CO HC NOX能同时被高效率的净化。尾气净化器主要由载体、涂层、活性物、衬垫和壳体等组成。其核心部 件是沉积由贵金属铂(Pt)、铑(Rh)和钯(Pd))三种化合物作为活性材料的蜂窝状陶瓷载体。柴油经过燃烧后 排出的废气中含有大量的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOX),这些物质的存在，会使我们看 到发电机尾气的烟色和嗅到发电机尾气刺激性的气味。当这些物质经过沉积由贵金属铂、钯、铑化合物作为活性物的蜂窝状陶瓷载体时，在它们的作用下，以及在220 C以上高温与烟气中的氧继续反应，最后生 成C02和H20排入大气中，同时(NOX)也生成了H2和H20排入大气中，CO和HC转化率可以达到95%以上, NOX勺转化率也在40%以上。铑促进NOX还原成N2,铂和钯用来转化CO和HC Pt、Rh和Pd三种贵金属催化剂可同时净化一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物，故称为三效催化剂。 4.3碱法吸收处理
柴油机排放污染物生成机理与治理措施总结
柴油机主要排放污染物的生成机理、影响因素与治理措施 摘要：通过分析柴油机在实际运行过程中CO、HC、NO X、PM等主要污染物的生成机理，总结归纳出影响这些污染物生成的主要因素，并以此为依据介绍现有的降低柴油机排放污染物的主要措施 关键词：柴油机排放物生成机理影响因素治理措施 1.问题描述 随着科学技术的不断发展深入，更多种类和形式的能源动力机械不断问世并投入应用，但是内燃机由于其应用的稳定性和广泛的适用性在如此环境下依旧在能源动力领域占据着龙头位置。因此内燃机仍然是能源动力领域中首选的动力机械。而内燃机中最典型突出的代表则为车用的往复式活塞内燃机。根据其使用燃料种类的不同可以分为汽油机和柴油机两种。相比于汽油机，柴油机具有燃油消耗低、耐久性好、寿命长、高扭矩输出、功率范围广等优点，因此柴油机在各行业里得到广泛的应用：在重型动力装置中,柴油机应用领域已经占绝对统治地位,在小型轿车等轻型车辆中,柴油机的应用也逐渐渗透。但是由于柴油机的广泛应用而带来的环境污染问题也越来越严重并且越发受到世人关注。柴油机排气污染物主要成分有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO X）、硫化物以及颗粒物（PM）等。由于柴油机采取的质调节方式，因此其混合气的平均空燃比远大于理论空燃比，故其CO与HC排放明显低于汽油机，所以柴油机排放控制的重点在于NO X和PM。由于各排放物生成机理不同，因此在它们各自的控制与净化措施也存在差异。本文接下来将叙述各主要排放污染物的生成机理、影响措施与治理措施。 2.柴油机主要排放污染物的生成机理 2.1.CO生成机理 CO的生成主要有三种途径：一是柴油机进气与柴油喷雾混合不均匀导致局部混合气过量空气系数Φa ＜1，局部燃烧缺氧导致不完全燃烧生成CO；二是已成为燃烧产物的CO2和H2O在高温条件下产生热解反应进而生成CO；三是排气过程中HC未完全氧化生成CO。 2.2.HC生成机理 排放的HC一般是未燃HC，是指没有燃烧或部分燃烧的碳氢化合物的总称。一般认为柴油机中HC的产生主要有两种途径：一是由于滞燃期中形成的过稀混合气在燃烧室内不能满足自燃或扩散火焰传播的条件，导致HC的氧化反应无法开始或瞬间终止，生成未燃HC；二是燃烧过程后期低速离开喷油嘴的燃油与进气不良好混合形成的过浓混合气不能着火及燃烧，生成未燃HC。 2.3.NO X生成机理 柴油机排放的NO X主要是NO和NO2，其中NO占据了NO X排放的85% - 95%。NO本身无毒无害，但NO 随着排气进入大气后会缓慢氧化成有毒的NO2，因此NO X生成机理主要针对NO讨论。NO的生成途径有三个：一是激发NO的生成；二是燃料NO的生成；三是高温NO的生成。前两者NO的生成量极少，可以忽略不计，因此NO的主要生成方式为高温NO的生成。其反应机理如下： N2+O→NO+N N+O2→NO+O N+OH→H+NO 由上式可以知道影响NO生成的因素为高温、富氧和反应时间。 2.4.PM生成机理 柴油机排放的PM主要成分有碳粒、硫酸盐、可溶性有机成分和含金属元素的灰分等。其中碳粒的生成是一个非平衡过程，现在比较流行的理论认为生成碳粒的过程是燃油分子大量分解和原子分子重新排列的过程。当燃油喷射到高温空气中时，轻质烃很快蒸发气化，而重质烃会以液态暂时存在，液态的烃在高温缺氧条件下直接脱氢碳化，成为焦炭状的液相析出型碳粒，粗度一般较大。而已气化的轻质烃，经过不同途径，产生气相析出型碳粒，粒度相对较小。气相的燃油分子在高温缺氧的情况下发生部分氧化和热裂解，
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术的探讨 摘要 围绕车用柴油机排放控制这一主题。对国内外柴油机排放法规的发展趋势进行了综述。对满足面向世界排放法规的柴油机排气后处理控制技术进行了探讨。 关键词：柴油机排放法规排气后处理微粒捕集器微粒氧化催化器选择性 催化还原低温等离子 引言 排放方面的优势是包括汽油机在内的所有热力发动机无柴油机在节能与CO 2 法取代的。柴油机排气中有PM, N Ox , HC 和CO 等有害污染物, 其中PM 和NOx 是排放法规的主要控制对象。为减轻柴油机对大气环境的污染, 各国排放法规越来越严格。在发动机常用工况范围内, 仅采用机内措施降低PM 和NOx 排放已逐渐趋于极限, 只有对柴油机排气采取后处理净化措施, 才能满足未来更为严格的排放法规。目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器DOC、颗粒捕集器DPF,针对NOx排放的选择性催化还原技术SCR、稀燃NOx 捕集技术LNT 、低温等离子技术等。 一、国内外排放法规 目前世界上已形成以美国、欧洲、日本为代表的三大排放法规体系, 其他各国基本上是采纳其中一种。图1 和图2 示出欧美及中国重型柴油机PM 和NOx 的部分排放法规限值的对比。图中欧洲和中国采用的是欧洲稳态测试循环下的限值, 美国采用的是瞬态工况标准测试循环下的限值。 图1 欧洲、美国和中国的NO 图2 欧洲、美国和中国的PM X 排放限值排放限值 由图1 和图2 可以看出: 美国由U S2002 至U S2010, NOx 排放限值由5. 36 g/ ( kW h) 降低到0. 27 g/ ( kW h) , 减少95% , PM 排放限值由0. 13 g/ ( kW h) 降低到0. 013 g / ( kW h) , 减少90%, 过渡时间为8 年; 欧洲从2000 年的欧#标准到2008 年的欧! 标准, NOx 排放限值由5. 0 g / ( kW h) 降低到2. 0 g/ ( kW h) , 减少60%, PM 排放限值由0. 1 g/ ( kW h) 降低到0. 02 g/ ( kW h) , 减少80% , 过渡时间为8 年; 我国自2007 年国III( 欧III) 标准到2012 年的
发动机排气后处理技术
一、排气后处理的原因与意义 随着我国工业快速崛起与经济迅猛发展，我国人民的生活水平不断提高，对于生活品质的要求也越来越高，汽车作为一种非常便捷的交通工具也越来越普及，汽车工业也得到了飞速的发展。 然而，汽车的普及与汽车工业的快速发展给人们生活带来便利的同时也产生了能源与环境问题。近年来，节能、能源与环境相容问题成为备受关注的重大科学问题。而汽车发动机作为汽车动力的问题的根本所在，因此改善汽车性能的关键在于开发汽车发动机节能减排技术。 因而，随着对内燃机低排放的要求不断严格，能兼顾动力性、经济性、排放性的内燃机越来越复杂，成本急剧上升。因此，世界各国都先后开发排气后处理技术，在不影响或者少影响内燃机其他性能的同时，降低最终向大气环境的排放。 如何解决好发展过程中的能源与环境问题成为当前汽车工业面临的两项难题。一直以来汽车发动机以石油作为主要的燃料来源，但是，石油资源具有不可再生性，连续开采已使得石油资源日益枯竭。尾气排放带来的环境污染问题也是汽车工业急需解决的问题，制定并实施汽车尾气排放标准是一项较为有效的控制措施。 在能源与环保的双重压力下，我国汽车发动机行业引进了许多先进的技术。就汽车发动机而言，汽车发动机排气后处理技术等先后应用到实际的生产生活中，其技术可以有效改善汽车发动机的尾气的排放与污染，降低废气污染的排放。 进入二十一世纪，世界汽车发动机技术的研究重点与目标趋向于节能和二氧化碳减排取代排放控制的方面上。因此发动机排气后处理技术正处于上升趋势，而且国际上发动机排气后处理技术近年来已经有了很大的提高，其基础理论与机制有了巨大的进步，因此研制、设计、和试验汽车发动机系统的技术得到了很大的革新。 二、排气后处理技术的原理与分类 在讨论汽车发动机排气后处理技术之前，我们应该首先讨论一下汽车发动机所排放的尾气与其对于人体与社会的危害。 首先汽车发动机的尾气的主要危害物有一氧化碳、碳氢化合物与氮氧化合物等众多有毒有害的气体。它们产生的原因多是有由于燃油的不充分的燃烧所引起的，并且在高温的情况下，更容易产生更多的上述的有害气体，这些有害气体会对环境造成极大的污染，对人体造成呼吸系统、血液、神经系统的人体重要的系统形成极大的损伤。 而发动机的排气后处理技术就是用来减缓与解决上述的问题的。按目前主要的方法，汽车发动机排气后处理技术按照汽车发动机的燃油的种类，可以分为汽油机排气后处理技术与柴油机排气后处理技术。 下面首先介绍汽油机排气后处理技术，汽油机排气后处理技术主要包括热反应器、催化转化器、HC捕集器，其中催化转化器又可以分为氧化性、还原性、氧化还原（三效）型以及稀燃型，目前单纯还原型的催化剂已很少用。下面对汽油机排气后处理技术的各个部分进行较为详细的介绍： 首先是热反应器：处理对象为CO和HC。随着三效催化器的普及，20世纪90年代开始生产的新车已不采用热反应器。由于摩托车的排气后处理装置要求