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
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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
50
150
0
Engine speed [%]
100
-50
50
-100
0 0
Urban
600
Rural Time [sec]
-150 1200 Motorway 1800
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车用尿素设备生产工艺流程 生产车用尿素溶液用车用尿素程序：双级反渗透配EDI再配搅拌初级过滤即可灌装。 生产车用尿素溶液用工业尿素标准程序：原水泵--石英砂过滤器--活性炭过滤器--树脂软化过滤器--5μm精滤器--双级反渗透系统（制水部分）--搅拌溶解箱（带搅拌一套）--增压泵--袋式过滤器--活性炭过滤器（脱色）--5μm精滤器--初提纯：复床（混床树脂001*7阳树脂*201*7阴树脂--树脂量阳1阴2）（也可以用混床，树脂量阳1阴2）--精提纯：复床（混床树脂113抗污染高交换量阳树脂*301抗污染高交换量阴树脂--树脂量阳1阴2）（也可以用混床，树脂量阳1阴2）--再生系统：酸碱泵各一台，酸碱药箱各一台--0.22μm精滤器--储存或灌装 国外流行的办法是：用工业尿素先经行提纯（提纯需在70-75℃液体中分解，而后在30℃以下尿素从水中结晶出来--详细参读“车用尿素介绍”），而后再用纯水--水质达到10兆（软水）经行搅拌稀释31.8%--33.2% 车用尿素概述及工艺生产流程分析报告 车用尿素简介 车用尿素溶液是尿素浓度为31.8%~33.2%的水溶液，1吨车用尿素颗粒大约制3吨车用尿素溶液（以下文章所提到的车用尿素均默认为车用尿素溶液），按照欧Ⅳ标准，目前统一32.5%的浓度为符合标准的车用尿素溶液。在欧盟地区通过德国汽车工业协会标准认证的车用尿素被允许使用“AdBlue”的商标。 2011年12月29日国家环保部公布《关于实施国家第四阶段车用压燃式发动机与汽车污染物排放标准的公告》，“公告”要求2013年7月1日正式实施中国的重型柴油车国Ⅳ排放标准。 国Ⅳ排放标准指的是国家第四阶段机动车污染物排放标准，汽车排放污染物主要有HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧合物）、CO（一氧化碳）、PM（微粒）等，通过更好的催化转化器的活性层、二次空气喷射以及带有冷却装臵的排气再循环系统等技术的应用，控制和减少汽车排放污染物到规定数值以下的标准。 柴油车，特别是重型柴油车是国Ⅳ排放标准下最迫切需要整治的对象。柴油车虽然只占机动车保有量17%，但却占据了汽车NOX排放总量的67.4%，其中重型柴油车仅占机动车保有量的4%，却占据了约56%的氮氧化物排放，因此对重型柴油车污染物的排放要求应更为严格。 重型卡车、客车等柴油车要达到国Ⅳ排放标准，在尾气处理上最现实的选择就是SCR（选择性催化还原）技术，而这项技术必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此，车用尿素溶液成了重型卡车及客车达到国Ⅳ排放标准的必备产品。 车用尿素生产流程欧洲国家车用尿素需求量大，已经形成产业规模，车用尿素主要由大型化工企业生产，其生产流程如下： 图表1：欧洲国家车用尿素生产流程图 具体来说，车用尿素生产主要包括尿素提纯、水处理和配置溶液3个阶段。整个生产过程主要涉及的工艺就是提纯，生产壁垒并不太高。 1）尿素提纯 由于车用尿素对纯度要求较高，一般采用工业尿素（杂质含量低于农用尿素）进行提纯，在70-75℃时尿素在水溶液中发生水解，在30℃以下尿素重新从水溶液中结晶出来，水解结晶一次可以大幅提高尿素的纯度，一般工业一级尿素水解结晶一次就可以达到车用尿素标准。 2）水处理 车用尿素对杂质控制要求严格，普通自来水生成过程中由于消毒等原因含有氯化物，难以处理，因此一般使用深层地下水去除钙镁离子降低水的硬度得到软水，作为车用尿素溶液配制
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：
车用尿素溶液配方 一、尿素：为白色或淡黄色，呈针状或棱柱状结晶体，无粉末或少有粉末。 质量好的尿素： （1）外观：晶体均匀，硬度一致。 （2）颜色形状：为白色或淡黄色无杂色的棱柱状结晶。 （3）光泽手感：半透明晶体，表面无反光，光滑、松散、没有潮湿的感觉。 （4）火烧：会熔化、冒白烟、有氨臭味。 二、配方比例 普通型尿素溶液： 高纯尿素32.5% 去离子水67.5% 防冻型尿素溶液： 高纯尿素32.5% 去离子水52.5% 甲醇15%
三：注意事项 1、车用尿素该如何储存 车用尿素是一种不太稳定而纯净的化学制剂，因此，在储存时要注意以下几点： （1）注意储存温度对车用尿素溶液的影响 车用尿素要求储存温度大概在-5~25%之间，要避免和高温，并且不同的储存温度， 其保质期也是不一样的，不同温度对应的保质期如下表所示：车用尿素溶液保质期与温度的关系 从表格可以看到，在我国南方地区，通常半年内产品的性能基本是可以保证，是稳定的，因此建议使用出厂期在半年内的产品，最多也不要超过一年。在夏天，一定要对车用尿素溶液储存场所进行降温处理，如果发现在打开储罐密封盖时有很刺激的氨味，应立刻密封，不得再进行使用，立刻通过相关仪器检测，检测合格后方可使用。
（2）注意车用尿素溶液的储存容器和加注设备 尿素会与一些材料发生化学反应，如铜、铁、铝等，如果把它装到了此类材质的罐子里，或用此类材质的加注设施进行加注，就会造成车用尿素变质，从而影响SCR 的性能。因此在使用尿素的时候不要把尿素溶液倒出装到别的罐子里，加注时也要用专用的加注设备。还要注意的是，车用尿素低温时会结晶，体积会膨胀变大约7%，因此尿素溶液不要加太满，要保持储存容积大概在90%上下。 （3）注意车用尿素溶液的储存和使用环境要清洁 储存车用尿素溶液的环境应该做到清洁无尘，如果车用尿素溶液储存在尘埃漫天的地方，那肯定会污染了车用尿素，使它的浓度降低，还会产生不溶物。所以对储罐、加注设备等一定要做好密闭，并且有呼吸口的必须加装过滤装置。尿素溶液在打开后为避免被杂质污染或者被曝晒后滋生藻类，分解产生氨气引起尿素变质，打开包装后的车用尿素溶液除要按要求存放外，还应在30天内用完。 2、注意使用和携带时防污染和防漏 尿素溶液在使用过程中需要尽量避免杂质进入溶液和尿素罐中。一般尿素溶液在加注的时候有专用管，只要打开尿素罐口，插好加注管就好了。但是也有一些人平时不大注意，把杂质带进罐体，赌塞尿素箱尿素泵。也有一些人不注意，在清洗SCR系统、储存罐或加注设备时，使用了普通水，由于普通水中金属元素钙、镁。钾、钠离子含量比较高，一旦这些污染源进入，会导致尾气排放系统的催化剂中
车用尿素溶液 车用尿素是重型柴油车达到国四排放标准的必备产品。车用尿素是指 尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液，原料为尿素晶体和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四排放标准，在尾气处理上就要选用适合的SCR系统，而这项系统必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此，车用尿素溶液成了重型卡车及客车达到国四排放标准的必备产品。 SCR是我国减排的最优选择。目前国内现行的柴油国标 GB19147-2009要求含硫量W 350ppm 而ECR-DO技术要求油品含硫量在10ppm以下，因此在中国暂不具有推广条件。SCR则可耐350ppm 的含硫油品，因此有推广的技术基础。由于采用SCR技术的国四发动机燃油经济性比EGF技术好、对发动机改动小、对燃油和机油要求较低、在技术升级连续性上具有优势、SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的风险，因此SCR技术是最适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。 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，其关键点在于原料纯度。从生产工艺来看，虽然车用尿素对原料纯度要求高于一般工业用需求，但目前国内工艺 已然可以满足实际应用需求。车用尿素的生产工艺不足以构建高进入壁垒。 国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来，其主要原理是：1) 在温度70-75 C时，尿素在水溶液中发生水解。2)在温度30C以下时，尿素重新从水溶液中结晶出来。3）每水解结晶一次，其纯度会得到大幅提
高，一般利用工业一级尿素水解结晶一次，就可达到车用尿素标准要求，其产出比例为1.5 : 1。 车用尿素必须使用电子行业一级超纯水。车用尿素的由于SCR 崔化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果，因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水（电阻率》18MQ ?cm）。车用尿素溶液会在-11 C 下开始结冰，实际使用中在-20 C时会完全上冻。目前技术是通过加入改性剂降低溶液凝固点、外加加热装置等手段防止溶液凝固。 车用尿素溶液（AdBlue）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）。国内外重型柴油机厂家大多数采用了SCR选择性催化还原）技术来满足欧IV、欧V机动车排放标准的要求。选择SCR技术的的车辆必须添加尿素溶液作为催化还原剂，使车辆达标排放。 柴油发动机尾气处理液（俗称为：汽车尿素，车用尿素，汽 车环保尿素），在中国和欧洲称为AdBlue,在美洲称为DEF在巴西称为ARLA32.AdBlue是由成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水组成的高纯度透明液体，有淡淡的氨水气味。如果溅出，水分蒸发并形成结晶。AdBlue用于配有SCR车用选择性催化还原尾气后处理）系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆，是SCR 技术中必须要用到的消耗品，与SCR催化剂一起将柴油发动机排放的有害氮氧化物转换成无害的水蒸气和氮。SCF系统的主要组成部分包 括催化剂，AdBlue注入装置，AdBlue容器和AdBlue剂量控制器。几乎所有欧洲、美国和亚洲，包括中国的重型汽车制造商也为车辆配备选择性催化
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
DB32/T 2177-2012 车用尿素溶液 1范围 本标准规定了车用尿素溶液的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及安全。 本标准适用于以尿素为主要原料，经提纯、精制、溶解、复配制得的用于柴油机选择性催化还原（SCR）系统的车用尿素溶液（以下简称产品）。 2 规范性引用文件 下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有修改单)适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 601 化学试剂标准滴定溶液的制备 GB/T 602 化学试剂杂质测定用标准溶液的制备 GB/T 603 化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备 GB/T 611 化学试剂密度测定通用方法 GB/T 614 化学试剂折光率测定通用方法 GB/T 6678-2003 化工产品采样总则 GB/T 6680-2003 液体化工产品采样通则 GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 9721 化学试剂分子吸收分光光度法通则(紫外和可见光部分） GB/T 9723-2007 化学试剂火焰原子吸收光谱法通则 GB/T 9729 化学试剂氯化物测定通用方法 GB/T 9734 化学试剂铝测定通用方法 GB/T 9738 化学试剂水不溶物测定通用方法 GB/T 16483 化学品安全技术说明书内容和项目顺序 GB/T 23942-2009 化学试剂电感耦合等离子体原子发射光谱法通则 JJF 1070-2005 定量包装商品净含量计量检验规则 国家质量监督检验检疫总局[2005]第75号令定量包装商品计量监督管理办法 3 要求 3.1感官指标 产品常温下为无色透明溶液，有轻微氨味。 3.2质量指标 产品的质量指标应符合表1的规定。 1
车用尿素溶液配方 、尿素：为白色或淡黄色，呈针状或棱柱状结晶体，无粉末或少 有粉末。 质量好的尿素： （1）外观：晶体均匀，硬度一致。 （2）颜色形状：为白色或淡黄色无杂色的棱柱状结晶。 （3）光泽手感：半透明晶体，表面无反光，光滑、松散、没有潮湿的感觉。 （4）火烧：会熔化、冒白烟、有氨臭味。 二、配方比例 普通型尿素溶液： 高纯尿素32.5% 去离子水67.5% 防冻型尿素溶液： 高纯尿素32.5% 去离子水52.5% 甲醇15% 三：注意事项 1、车用尿素该如何储存
车用尿素是一种不太稳定而纯净的化学制剂，因此，在储存时要注意以下 几点： （1）注意储存温度对车用尿素溶液的影响 车用尿素要求储存温度大概在-5~25%之间，要避免和高温，并且不同 的储存温度， 其保质期也是不一样的，不同温度对应的保质期如下表所示： 车用尿素溶液保质期与温度的关系 从表格可以看到，在我国南方地区，通常半年内产品的性能基本 是可以保证，是稳定的，因此建议使用出厂期在半年内的产品，最多也不要超过一年。在夏天，一定要对车用尿素溶液储存场所进行降温 处理，如果发现在打开储罐密封盖时有很刺激的氨味，应立刻密封， 不得再进行使用，立刻通过相关仪器检测，检测合格后方可使用。 （2）注意车用尿素溶液的储存容器和加注设备尿素会与一些材料发生化学反应，如铜、铁、铝等，如果把它装到了此类材质的罐子里，或用此类材
质的加注设施进行加注，就会造成车用尿素变质，从而影响SCR 的性能。因此在使用尿素的时候不要把尿素溶液倒出装到别的罐子里，加注时也要用专用的加注设备。还要注意的是，车用尿素低温时会结晶，体积会膨胀变大约7%，因此尿素溶液不要加太满，要保持储存容积大概在90%上下。 （3）注意车用尿素溶液的储存和使用环境要清洁储存车用尿素溶液的环境应该做到清洁无尘，如果车用尿素溶液储存在尘埃漫天的地方，那肯定会污染了车用尿素，使它的浓度降低，还会产生不溶物。所以对储罐、加注设备等一定要做好密闭，并且有呼吸口的必须加装过滤装置。尿素溶液在打开后为避免被杂质污染或者被曝晒后滋生藻类，分解产生氨气引起尿素变质，打开包装后的车用尿素溶液除要按要求存放外，还应在30 天内用完。 2、注意使用和携带时防污染和防漏尿素溶液在使用过程中需要尽量避免 杂质进入溶液和尿素罐中。 一般尿素溶液在加注的时候有专用管，只要打开尿素罐口，插好加注管就好了。但是也有一些人平时不大注意，把杂质带进罐体，赌塞尿素箱尿素泵。也有一些人不注意，在清洗SCR 系统、储存罐或加注设备时，使用了普通水，由于普通水中金属元素钙、镁。钾、钠离子含量比较高，一旦这些污染源进入，会导致尾气排放系统的催化剂中毒，增加SCR 运营成本，所有应杜绝使用普通水冲洗。此外，尿素呈碱性，对铜、铁、铝的腐蚀很大，尿素加注不当溢出，会腐蚀车辆。另外在平时携带车用尿素时，一定做好防震措施，以免车用罐因振动破损而产生泄漏腐蚀车辆。 3、注意防止车用尿素溶液对人体的损害
车用尿素溶液车用尿素是重型柴油车达到国四排放标准的必备产品。车用尿素是指尿素浓度为%且溶剂为超纯水的尿素水溶液，原料为尿素晶体和超纯水。重型卡车、 客车等柴油车要达到国四排放标准，在尾气处理上就要选用适合的SCR系统，而这项系统必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此，车用尿 素溶液成了重型卡车及客车达到国四排放标准的必备产品。 ???? SCR是我国减排的最优选择。目前国内现行的柴油国标GB19147-2009要求含硫量≤350ppm，而ECR-DOC技术要求油品含硫量在10ppm以下，因此在中国暂不具有推广条件。SCR则可耐350ppm的含硫油品，因此有推广的技术基础。由于采用SCR技术的国四发动机燃油经济性比EGR技术好、对发动机改动小、对燃油和机油要求较低、在技术升级连续性上具有优势、SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的风险，因此SCR技术是最适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。 ?? 车用尿素是浓度为%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，其关键点在于原料纯度。从生产工艺来看，虽然车用尿素对原料 纯度要求高于一般工业用需求，但目前国内工艺已然可以满足实际应用需 求。车用尿素的生产工艺不足以构建高进入壁垒。 国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来，其主要原理是：1）在温度70-75℃时，尿素在水溶液中发生水解。2）在温度30℃以下时，尿素重新从水溶液中结晶出来。3）每水解结晶一次，其纯度会得到大幅提高，一般利 用工业一级尿素水解结晶一次，就可达到车用尿素标准要求，其产出比例为：1。
车用尿素必须使用电子行业一级超纯水。车用尿素的由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果，因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水（电阻率≥18MΩ?cm）。车用尿素溶液会在-11℃下开始结冰，实际使用中在-20℃时会完全上冻。目前技术是通过加入改性剂降低 溶液凝固点、外加加热装置等手段防止溶液凝固。 车用尿素溶液(AdBlue)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%(质量分数)。国内外重型柴油机厂家大多 数采用了SCR(选择性催化还原)技术来满足欧IV、欧Ⅴ机动车排放标准的要求。选择SCR技术的的车辆必须添加尿素溶液作为催化还原剂，使车辆达标 排放。 ? ? ? 柴油发动机尾气处理液(俗称为：汽车尿素，车用尿素，汽车环保尿素)，在中国和欧洲称为AdBlue，在美洲称为DEF，在巴西称为ARLA32. A dBlue 是由成分为%的高纯尿素和%的去离子水组成的高纯度透明液体，有淡淡的氨水气味。如果溅出，水分蒸发并形成结晶。AdBlue用于配有SCR（车用选择性催化还原尾气后处理）系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发 动机车辆，是SCR技术中必须要用到的消耗品，与SCR催化剂一起将柴油发动机排放的有害氮氧化物转换成无害的水蒸气和氮。SCR系统的主要组成部分包括催化剂，AdBlue注入装置，AdBlue容器和AdBlue剂量控制器。几乎所有欧洲、美国和亚洲，包括中国的重型汽车制造商也为车辆配备选择性催 化还原系统并配以AdBlue工作液，以达到新的氮氧化物排放标准（如欧四、欧五）AdBlue和SCR技术共同作用下，能优化发动机性能和燃料消耗，减少柴油消耗可高达6%，显着降低成本。AdBlue 的平均消耗量是一般柴油消耗
目次 前言 (ii) 1 适用范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 技术要求 (3) 5 试验条件 (3) 6 试验仪器和设备 (4) 7 试验方法 (4) 8 标志、包装、运输、贮存 (7) 附录A（规范性附录）颗粒过滤器（DPF）称重方法和电加热炉再生或清洁方法 (8) 附录B（资料性附录）后处理装置一般资料及试验结果记录 (9)
环境保护产品技术要求 柴油车排气后处理装置 1 适用范围 本标准规定了柴油车排气后处理装置的技术要求和试验方法。 本标准适用于柴油车发动机排气后处理装置，包括氧化型催化转化器（DOC）、颗粒过滤器（DPF）、选择性催化还原装置（SCR）。由以上基本后处理装置单元衍生组合的装置参照本标准执行。 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。 GB 17691 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、 Ⅳ、Ⅴ阶段） GB 18352.3 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段） GB 11122 柴油机油 GB/T 5181 汽车排放术语和定义 GB/T 18297 汽车发动机性能试验方法 GB/T 18377 汽油车用催化转化器的技术要求和试验方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 柴油车排气后处理装置 aftertreatment devices for diesel vehicle exhaust 指安装在柴油车发动机排气系统中，能通过各种理化作用来降低排气中污染物排放量的装置。 3.2 氧化型催化转化器 diesel oxidation catalyst （简称DOC) 指安装在柴油车发动机排气系统中，通过催化氧化反应，能降低排气中一氧化碳（CO ）、总碳氢化合物（THC ）和颗粒物（PM ）中可溶性有机成分等污染物排放量的排气后处理装置。 3.3 颗粒过滤器 diesel particulate filter （简称DPF ） 指安装在发动机排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物的装置。当DPF 载体的表面涂覆有催化剂，称为催化型颗粒过滤器（catalyzed diesel particulate filter ，简称CDPF ）。 3.4 选择性催化还原装置 selective catalytic reduction （简称SCR ） 指安装在发动机排气系统中，将排气中的氮氧化物（NO x ）进行选择性催化还原，以降低NO x 排放 量的排气后处理装置。该系统需要外加能产生还原剂的物质（例如，能水解产生NH 3的尿素） 。 3.5 催化型颗粒过滤器（CDPF ）的平衡点温度 balance point temperature （简称BPT ） CDPF 在指定的发动机工况下进行PM 加载时，CDPF 的压降从上升到没有明显下降时的入口温度。 3.6 催化转化器的转化效率 catalytic converter efficiency 试验车辆或发动机按照指定的工况运行时，催化转化器入口和出口的某种污染物排放量的变化率。 催化转化器前污染物排放量催化转化器前污染物排放量－催化转化器后污染物排放量催化转化器的转化效率= ×100% 3.7 颗粒过滤器的过滤效率 DPF filtration efficiency 试验车辆或发动机按照指定的工况运行时，单位时间DPF 颗粒物捕集量与DPF 入口中气体所含颗粒物量的比值。
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。
柴油车排气后处理装置产品使用手册 系统介绍 介绍说明 此说明书所包含的说明以及建议是正确安装和使用以及维护本系统的过程中必不可少的，其更新时间见公司网站公告。 请在安装之前，仔细阅读整个手册，并完全理解。如果你不会安装本装置的，请联系深圳车佳科技有限公司当地经销商，具体联系方式见公司网站（https://www.doczj.com/doc/a711030439.html,）或致电24小时服务热线：400-7777-266。 安装和维修产品，以及进行任何操作，只能由进行过必要技能培训并合格的人员来执行这些操作。安装和维修时需使用正确的工具，并完全遵守本手册的说明、建议以及安全规定和措施。 本产品的安装、使用、维护以及任何超出本手册的人为干预，责任归于操作者，本公司不承担任何责任。 安全性 大多数发生在使用、维护及修理本产品过程中的事故是由于不遵守基础的安全条例引起的。事先预知潜在的危险能有效避免事故发生。操作者在进行安装前必须经过相关技能培训并达到合格要求，在安装时需要正确使用工具，并且时刻保持警惕。 在完全理解本手册所包含的所有信息之前，请不要开始安装本产品。由于无法预测所有的情况和潜在的危险，本产品的说明书不可能包含所有可能发生的情况。如在安装过程中所选择的程序、工具、方法是没有专门提及的，在此过程中请注意自身以及他人的安全。安装人员必须确认被改造的发动机或是车辆完好无损能够达到改装要求，且不会因为您所选择的产品型号以及安装程序发送故障。
系统工作原理 CJET型柴油机排气后处理装置。主要由低温升温器、氧化型催化器、微粒过滤器、自动添加系统、混合器、催化消声器、尿素罐、尿素泵、喷嘴、电子控制检测系统等组成。柴油机的排气污染物主要由一氧化碳、HC（碳氢化合物）、氮氧化物、颗粒物，当柴油机的排气经排气管进入装置后，首先由氧化型催化器即DOC，对排气中的CO（一氧化碳）和HC（碳氧化合物）通过氧化作用转化为水和二氧化碳。之后，排气通过DPF（颗粒物过滤器），又去碰撞、沉积等物理作用，排气中的颗粒物被DPF捕集和过滤。最后排气通过催化消声器，电子单元接收到满足喷射条件的信号后，发送指令给尿素泵，尿素泵接受指令并借助尿素吸液管从尿素罐中泵取尿素溶液，通过喷射管把尿素与压缩空气的混合气体送至喷嘴，经喷嘴喷出的尿素与排气在混合器内混合、水解，到达催化消声器后，由于催化器表面的化学物质催化作用，排气中氮氧化物与尿素水解后的氨气发生化学反应使氮气和水，之后排气经过尾管排入大气中。通过CJET型柴油机排气后处理装置的作用，柴油车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物及氮氧化物排放标准可以达到国四、国五以上。针对中国的油品国情，该系统还增加了自动配比的添加剂（FBC）辅助再生模块，能有效降低系统的再生温度。 CJET型柴油机排气后处理装置采用了独立自主动再生技术保证DPF的正常运行。随着DPF捕急的颗粒物越来越多，排气背压和温度随之增高，影响发动机的性能和DPF的工作效率，因而须定时去除已捕集的PM以恢复DPF的性能。将去除PM的过程叫做DPF再生。过滤体再生技术分为主动再生和被动再生两种。考虑到被动再生对燃油硫含量的要求苛刻，在我国通常采用提高排气温度的方法来再生DPF,即主动再生。PM的起始燃烧温度约为600℃，而现有柴油机，特别是轻型柴油机的排气温度较低，达不到此温度。系统通过燃油添加剂将PM起燃温度降到450℃，再通过起燃器加热的方式提高过滤体温度，以实现PM 的燃烧并通过排气管排出。此时，排气背压随之逐渐下降，控制系统将发出再生停止指令，系统再生结束。 CJET型柴油机排气后处理装置可广泛应用于客车、叉车、卡车、矿山机械、建筑机械、装载机械、发电机组、内燃机车、轮船及气体压缩机等尾气处理。
柴油车后处理装置评价试验方法概述 任美林1，李军1，方茂东2，李孟良2，胡毅2，陈虎1 1 天津索克汽车试验有限公司，2中国汽车技术研究中心 [摘要]本文对于柴油车后处理装置评价试验方法进行了综述，结合国内的实际情况重点讨论了对柴油车后处理单元DOC 、DPF 和SCR 的评价试验方法。本文添补了我国在柴油车排气后处理装置试验评价领域的技术空白，为柴油车排气后处理装置的认定提供了一种可供选择、相对省时省力的方法，同时也为相关技术和产品的研发提供了技术支撑。 关键词：柴油车，后处理，DOC ，DPF ，SCR Overview of Measurement Methods for Diesel Aftertreatment Devices Ren Meilin 1，Li Jun 1，Fang Maodong 2，Li Mengliang 2，Hu Yi 2，Chen Hu 1 1 Tianjin SwARC Automotive Research Laboratory ，2China Automotive Technology and Research Center [Abstract] The paper is overview of measurement methods for diesel aftertreatment devices. It focuses on measurement methods for diesel aftertreatment devices meet to china’s stage IV and V emission. And there will be greater market demand for the after-treatment devices. Key words ：Diesel vehicle ，Aftertreatment ，DOC ，DPF ，SCR 1引言 根据中国排放法规进展规划，我国可能在2010年在全国范围内对轻、重型柴油车实施四阶段排放法规。可以预见，在不远的将来，柴油车排放后处理装置将越来越普遍地得到应用。 世界范围内，柴油后处理装置被广泛用于车辆的NO x 和PM 的排放控制。图1是目前常见的控制柴油机排放水平的后处理技术。 图1常见的控制柴油机排放水平的尾气后 处理技术 与汽油车相比，柴油车具有更好的燃料经济性，其噪声大、重量大等缺点也随着技术的进步而得到了较好的解决，我国已经将清洁柴油机作为汽车技术的重要发展方向。目前，影响柴油车推广应用的一个重要原因是，柴油车的颗粒物（PM ）排放和氮氧化物（NOx ）排放较高，而这两种排放污染物恰恰是北京等大城市的首要物染物。汽车发动机排放污染物治理通过依靠机内净化解决，即通过改善发动机工作过程，使化学能充分转化为机械能，碳氢化合物类燃料充分 燃烧并形成无害的水和CO 2。 柴油车排气后处理装置主要包括氧化型催化器（DOC ）、颗粒过滤器（DPF ）和选择性催化还原（SCR ），这些装置在我国尚处于应用的初期，现生产和涉足本领域的企业众多，产品质量良莠不齐。另外，柴油 PM LNC NO x LNT SCR Combination SOF Solid CO 、HC DOC DPF Active passive
2 车用尿素溶液（AUS 32） 深圳经济特区技术规范编制说明 二〇〇九年六月
车用尿素溶液（AUS 32）深圳经济特区技术规范 编制说明 一、任务来源和起草单位 2009年2月23日，我市《政府工作报告》中明确提出要争取在2009年全市机动车和车用燃油全面实施国Ⅳ标准。2009年3月10日，市政府出台[2009]35号文件《2009年深圳市实施治污保洁工程主要目标及任务分解方案》，明确要求市质监局今年6月底要制定车用尿素溶液（AUS 32）深圳经济特区技术规范。2009年4月3日，市质监局下发《关于印发〈深圳市质量技术监督局2009年实施治污保洁工程主要目标及任务分解方案〉的通知》（深质监[2009]79号），要求深圳市计量质量检测研究院（以下简称市质检院）承担车用尿素溶液（AUS 32）地方标准编制工作，并随后向市质检院下达了标准编制任务。 车用尿素溶液（AUS 32）深圳特区技术规范由深圳市计量质量检测研究院负责起草。 二、编制背景、目的和意义 （一）柴油机发展的需要 柴油机以其高压缩比而具有比汽油机更高的燃油效率，由于它具有良好的燃油经济性、动力性、耐久性而广泛应用于客货车上。柴油车的HC、CO、CO2排放量比汽油车低，并能够作为生物柴油等新能源的最佳使用平台，因此柴油车应用前景非常好。但是柴油车排放的NOx（氮氧化物）和PM（颗粒物）远高于汽油车，且无法像汽油车那样使用三效催化剂而达到国Ⅳ排放，图1为2008年我市三项空气污染物负荷系数，可知这两种排放物占了80%以上，严重污染空气质量，制约着柴油机的发展。 NOx可形成有毒的光化学烟雾和具有腐蚀作用的酸雨，硫氧化物和氮氧化物正是导致酸雨的主要物质，由上述我市三项空气污染物负荷系数可知：氮氧化物占形成酸雨物质的比例已接近70%。据市环境保护局近日刚发布的《2008年环境状况公报》显示，2008年酸雨频率为64.4％，比上年上升7.9个百分点。2009年第一季度深圳降水pH值为4.89，酸雨频率为64.1%，虽然比2008年略有好转，但酸雨的防控形势仍然比较严峻，而氮氧化物是这一阶段的防控重点。
车用尿素溶液配方 一、尿素:为白色或淡黄色，呈针状或棱柱状结晶体，无粉末或少有粉末。 质量好得尿素： (1)外观:晶体均匀，硬度一致。 （2)颜色形状:为白色或淡黄色无杂色得棱柱状结晶。 （３）光泽手感：半透明晶体，表面无反光，光滑、松散、没有潮湿得感觉。 (４）火烧:会熔化、冒白烟、有氨臭味。 二、配方比例 普通型尿素溶液： 高纯尿素３2、5% 去离子水67、5％ 防冻型尿素溶液: 高纯尿素32、5% 去离子水52、5% 甲醇１5% 三：注意事项 1、车用尿素该如何储存 车用尿素就是一种不太稳定而纯净得化学制剂,因此,在储存时要注意以下几点: （1）注意储存温度对车用尿素溶液得影响
车用尿素要求储存温度大概在-5～2５%之间,要避免与高温,并且不同得储存温度， 其保质期也就是不一样得,不同温度对应得保质期如下表所示: 车用尿素溶液保质期与温度得关系 从表格可以瞧到,在我国南方地区，通常半年内产品得性能基本就是可以保证，就是稳定得,因此建议使用出厂期在半年内得产品,最多也不要超过一年。在夏天，一定要对车用尿素溶液储存场所进行降温处理，如果发现在打开储罐密封盖时有很刺激得氨味，应立刻密封,不得再进行使用，立刻通过相关仪器检测，检测合格后方可使用。（2)注意车用尿素溶液得储存容器与加注设备 尿素会与一些材料发生化学反应，如铜、铁、铝等,如果把它装到了此类材质得罐子里,或用此类材质得加注设施进行加注，就会造成车用尿素变质,从而影响SＣR 得性能.因此在使用尿素得时候不要把尿素溶液倒出装到别得罐子里，加注时也要用专用得加注设备。还要注意得就是,车用尿素低温时会结晶，体积会膨胀变大约7％,因此尿素溶液不要加太满，要保持储存容积大概在９0%上下。
。 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