柴油机尾气后处理技术基础介绍

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1、柴油机尾气后处理技术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)ENGINECO.,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)ENGINECO.,LTD排放法规2(8%)8(9%)e10(8%)rvucdaolll6(5%)4u(10%

2、)F75Torque%lo12(5%)ad5(5%)3(10%)50%13(5%)load7(5%)9(10%)25%load11(5%)1(15%)idleABCEnginespeed25010020050Torque[%]1500100-5050-100Enginespeed[%]0-1500Urban600Rural1200Motorway1800Time[sec]DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD尾气后处理主要技术路线DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTDDOC(DieselOxidationCataly

3、st)DOC的功能1、降低HC和CO效率达到85%；2、去除PM中的部分SOF，降低PM效率可达10-30%；3、将NO氧化为NO2DOC的应用1、乘用车单独应用，降低HC和CO；2、与DPF或POC连用，提升再生温度，NO2氧化C颗粒；3、作为SCR系统前级，调整NO和NO2比例DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTDPOC(ParticulateOxidationCatalyst)¾POC的功能降低PM排放，过滤效率50%¾POC的优点1、没有堵塞的风险2、完全被动再生（CRT），不需要ECU控制，不需要额外设备3、装车尺寸小，

4、易于布置¾POC的缺点1、要求低含硫燃油2、相对于DPF转化效率低DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTDDPF(DieselParticulateFilter)¾DPF的功能降低PM排放，过滤效率90%¾DPF技术的难点在于再生技术主动再生：燃烧器再生HC+DOC再生电加热再生（应用工程机械）被动再生CRT再生技术DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTDSCR(SelectiveCatalyticReaction)在排气管中喷入尿素作为还原剂催化器保证化学反应速度及还原反应的选择性有利于改善油耗欧洲卡车欧4的主流技术D

5、EUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD柴油机尾气的组成21%78%DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD典型柴油机颗粒的来源颗粒物柴油润滑油（66%）（34%）干碳烟硫酸盐可溶燃油可溶润滑油不可溶润滑油sootSO4.nH2O（10%）（29%）（10%）（43%）（13%）可溶性有机物39%SOF(solubleorganicfraction)DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD柴油机颗粒的组成柴油机颗粒是由固体碳烟，在碳的外面吸收了一层可溶于有机物的碳氢化合物和可溶于水的硫酸盐三部分组成DEUTZ(

6、DALIAN)ENGINECO.,LTD颗粒物大小分布DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD典型发动机不同转速负荷颗粒物组成DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD碳氢化合物的蒸发特性蒸发温度碳氢化合物的蒸发特性主要取决于碳原子数分子中碳原子数DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTD注意的问题在排气管道中SOF成分通常为气态，在测量时需要冷却到52℃，只有碳原子数小于5的有机物为气态，其余成分为液态附着在碳粒表面。通常认为碳原子数大于20的碳氢化合物来源于机油。在DPF过滤系统中，SOF也能被部分捕集，这种

7、捕集作用受温度的影响很大，排气温度较低时沉积在壁面的碳氢成分将在排温升高时重新挥发出来，并排向大气。DEUTZ(DALIAN)ENGINECO.,LTDNOxNO的生成机理：1、高温途径，即在已燃区产生的NO称热NO（ThermalNO）2、瞬发途径，即在火焰区产生的NO称为瞬发NO（PromptNO）NO2的生成机理：在柴油机中，NO2与NO之比可达10％～30％，一般认为NO在火焰区可以迅速转变成NO2。NO+HO2NO2+OHNO2又会通过下列反应转变为NONO2+ONO+O2生成后的NO2通过与较冷的气体混合而冻结，NO2才能保存下来。

8、化学平衡计算表明，在一般火焰温度下，已燃气中NO2含量与NO相比可以忽略不计。柴油机在大部分工况下，这个比值在0.1以下，但在小负荷下此比值最高可达0