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 rve8 (9%) 10 (8%)TorqueFu ll l oa d6 (5%)4 (10%) 75% load12 (5%)5 (5%)3 (10%) 50% lo ad13 (5%)7 (5%)9 (10%)25% load11 (5%)1 (15%) idle250ABCEngine speed100 Torque [%]200501500Engine speed [%]100-5050-1000 0Urban600Rural Time [sec]-150 1200 Motorway 1800DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD尾气后处理主要技术路线DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDDOC (Diesel Oxidation Catalyst)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NO2 DOC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) ENGINE CO.,LTDPOC (Particulate Oxidation Catalyst) POC的功能 降低PM排放，过滤效率50% POC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，易于布置 POC的缺点 1、要求低含硫燃油 2、相对于DPF转化效率低DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDDPF (Diesel Particulate Filter)DPF的功能 降低PM排放，过滤效率90% DPF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) ENGINE CO.,LTDSCR (Selective Catalytic Reaction)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DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD柴油机尾气的组成21% 78%DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD典型柴油机颗粒的来源可溶性有机物39%SOF (soluble organic fraction)颗粒物柴油（66%）润滑油（34%）可溶润滑油（29%）不可溶润滑油（10%）干碳烟soot （43%）硫酸盐SO4.nH2O （13%）可溶燃油（10%）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颗粒物大小分布典型发动机不同转速负荷颗粒物组成碳氢化合物的蒸发特性蒸发温度分子中碳原子数碳氢化合物的蒸发特性主要取决于碳原子数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。

217中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.01 （下）汽车行业的蓬勃发展使汽车尾气问题愈加严重，尤其是柴油发动机尾气排放物，如氮氧化物给人们的生命健康造成的威胁不断加大，同时，尾气排放还会造成大气污染，给人们的生产生活都带来了不良的影响。

因此，针对以上存在的这些问题，本文对柴油发动机尾气后处理技术开展了深入分析，其能够有效控制尾气排放量。

这一排放控制技术将会对柴油发动机尾气的处理等发挥重要意义。

柴油发动机尾气后处理技术原新涛（广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林 537000）摘要：我国经济高速发展带来的弊端主要是环境污染问题越来越严重，大气污染严重、空气质量下降等使得人们身体健康面临较大威胁，为了能够改善环境污染问题，提升空气质量等需要引起相关部门的重视，针对柴油发动机尾气的排放等制定严格标准和规范。

而尾气后处理技术的应用和推广后，不仅能够使柴油发动机尾气排放达到标准要求，还能够提升柴油发动机尾气排放的控制效果。

基于此，针对于当前该技术发展的情况，本文在对柴油发动机尾气后处理技术开展有效的分析后，对存在的故障或者故障排除的方法等进行探究，总结了当前柴油发动机尾气后处理技术的发展趋势。

关键词：柴油发动机；尾气排放后处理技术；尾气控制中图分类号：U464.172;X734.2 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）01（下）-0217-031 尾气后处理技术的相关概述汽车排放标准的不同主要与汽车生产注册的时间或者年限等有直接关系。

现阶段，我国汽车尾气排放标准在与欧洲等国家进行对比时，其内容较为相似。

而对于柴油发动机尾气排放而言，要想达到国家尾气排放标准，需要重视对氮氧化合物和颗粒的排放控制。

我国现阶段的排放标准与欧洲排放标准较为类似，并且欧Ⅳ～欧Ⅵ的排放标准要求呈现了温以及相关燃料数量具有十分密切的联系。

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- SCR1.1.1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+6H2O4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O1.1.2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。

柴油发动机尾气后处理技术研究摘要：柴油发动机诞生以来，就由于其扭矩大、经济性高的优点而广泛应用在各种大功率柴油装置上。

但是，柴油发动机所产生的废气中却包含上百种化合物，此类废气味道古怪，且具有致癌效果，危害人类身心健康，而且还极易对大气造成污染。

因此，如何处理好柴油发动机汽车尾气污染问题，是其发展过程中的重要研究课题。

关键词：柴油发动机；尾气后处理技术；催化还原技术一、对柴油发动机尾气的分析柴油发动机在点燃汽油后喷射产生的废气称之为汽油发动机废气。

柴油发动机废气危害性很大，世界卫生组织专家认为柴油发动机废气和石棉、红矾等化学物质相似，对人类有着很高的致癌性。

二零一七年，世界卫生组织的全球癌症与科研组织也把柴油发动机排气纳入了第一类致癌物名单中。

所以，目前对于柴油发动机尾的处理已经非常紧迫。

发动机废气的物理化学构成复杂多变，它们往往会随着发动机的工作状况而出现明显的改变，这对于其处理来说是不小的障碍，所以通过分析了解其成分是做好下一次处理工作的关键的理论基础。

调查表明，柴油机废气中排出的空气污染物，主要由碳烟颗粒物、烃类物、一氧化碳和氮氧化物等物质构成。

二、柴油发动机尾气处理技术方法（一）催化转化器技术在处理柴油发动机废气中，所使用的催化转化技术是指通过使用适当的催化剂，使废气中的CO和HC产生化学反应，来吸附和处理发动机废气内所含的污染。

利用化学反应将其存在的CO和HC转化为CO2和H2O等对于人类无害的化学物质并在进行环境污染，这样利用催化转换器技术，就能够将汽车尾气污染中的废气逐步降低，之后再加以利用，就能够降低其对空气中的环境污染，使生态环境也能够进行良好的要保护。

而催化的各种生化反应，也就促成了催化氧化器工艺技术的各种多样化，譬如有氧化催化剂工艺技术、还原催化工艺技术，以及三元催化剂工艺技术。

而由于柴油发动机的日益发达，在当前柴油发动机废气处理当中最主流使用的便是二元催化剂技术，因为使用这些二元催化剂技术，就可以合理地让汽车对因焚烧柴油时所释放的CO和HC进行一定的化学反应，进而让其所含有的CO和HC浓度下降，从而减少了其释放在空气当中的几率，从而有效地降低了对室内空气环境所带来的损害。

探讨柴油机尾气后处理技术及电气系统验证柴油机作为一种广泛应用的发动机，因其高效、耐用等特点而备受欢迎。

但是，柴油机的尾气中含有有害物质如氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）等，对环境和人类健康造成威胁，因此需要通过尾气后处理技术进行净化。

目前，柴油机尾气后处理技术主要包括选择性催化还原（SCR）技术、颗粒物捕集器（DPF）技术、氧化催化反应（DOC）技术等。

SCR技术是通过加入尿素溶液使NOx在催化剂上还原为氮和水，从而减少NOx排放；DPF技术利用陶瓷或金属纤维过滤器过滤颗粒物，通过定期再生去除PM；DOC技术则是利用铂、钯等催化剂在高温下将有害物质转化为无害物质。

另外，近年来，随着电气化和智能化技术的发展，电气系统验证也成为了尾气后处理技术的重要组成部分，主要是通过模拟、仿真、测试等方法验证尾气后处理系统在各种情况下的性能和安全性。

这些技术使得柴油机尾气后处理系统不仅能够高效净化尾气，还能满足低能耗、低排放等现代化要求。

然而，柴油机尾气后处理技术的应用还存在一些问题。

例如，SCR技术需要配合尿素添加剂，增加了使用成本；DPF技术需要定期进行再生，可能造成燃油的浪费；DOC技术则不能有效去除PM。

此外，电气化和智能化技术对高技术人才的需求也较高，增加了成本和管理难度。

总的来说，柴油机尾气后处理技术的发展是必要的，有望在未来实现低能耗、低污染的环保发展目标。

同时，应该进一步完善现有技术，并积极推行电气化和智能化技术，提高整体性能和管理效率。

为了解决柴油机尾气排放问题，各国政府和企业陆续推出了各种尾气排放标准和限制措施。

例如，欧洲引入了欧洲二、三、四、五、六标准，要求柴油机汽车NOx、PM等有害物质的排放量不断降低。

美国也制定了EPA标准，对排放有严格规定，不符合标准的车辆将被检查和处罚。

随着环保意识的不断提高，世界范围内的尾气排放标准和限制措施也将不断加强。

除了政策要求之外，企业也在尝试各种尾气后处理技术以满足用户需求。

柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。

随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。

柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。

为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。

然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。

本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。

一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。

1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。

在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。

NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。

即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。

若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。

当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。

这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。

NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。

柴油发动机尾气后处理技术应用研究摘要：随着我国社会经济的快速发展，环境污染问题日益严重。

大气环境污染问题的加剧，不断降低我国整体空气环境质量，不仅影响人们的生活环境质量，而且危及人们的身体健康。

空气污染问题主要由各种废气引起，包括装有柴油发动机的工程机械车辆的尾气。

因此，为了改善空气污染问题，有关部门应更加重视柴油机尾气排放，加大处理力度，这就要求应用适当的处理技术，使柴油机尾气排放达到相应的标准要求，从而减少对大气环境的污染。

关键词：柴油机；尾气后处理；尾气控制前言目前，经济的快速发展促进了基础设施的不断发展和增长，这也使得工程机械的使用逐渐增加。

在施工过程中，施工机械会产生大量的尾气，污染大气环境，甚至威胁人类健康。

因此，有关部门应加强对工程机械尾气排放的管理，科学处理柴油机尾气排放。

应结合实际情况，引进有效的尾气后处理技术，降低尾气污染浓度，减少尾气中的污染物，使其达到排放标准的要求，避免对大气环境的污染，实现对大气环境的有效保护。

1柴油发动机尾气排放现如今，人们对于柴油发动机的大量使用会产生大量的尾气排放，造成了严重的空气污染，对于环境的长期可持续发展带来了严重的影响。

为此，需要从生态环境的角度出发，认识到柴油发动机所产生的尾气排放问题的重要性，并采取相应的技术措施对其进行解决。

不难发现，柴油发电发动机主要的污染物就是废气污染，在柴油发动机之中，废气污染物产生来源主要分为两种，主要内容涵盖以下两个方面：一种是工作时所产生的废气，也是在工作期间由原料燃烧而引起的废气，这些废气是难以避免的；与此同是，另一种的废气排出的是由于汽车在行驶过程当中所产生的汽车尾气，就是我们在生活中随处可见的这些尾气，这对于我们的环境造成了严重的干扰，需要采取合理的措施对其进行有效解决。

机动车尾气主要包含的成分：一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化物，微粒碳烟，二氧化碳以及水等诸多物质，其中一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合物以及微粒和碳尘都对环境具有严重危害性。

柴油机尾气后处理技术基础介绍柴油机尾气后处理技术是为了减少柴油机尾气排放中的有害物质，以达到减少环境污染和保护人体健康的目的而采取的措施。

在柴油机燃烧过程中，会产生一系列的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。

这些物质对大气环境和人体健康都有一定的危害。

颗粒物捕集技术是通过将颗粒物捕获并固定在滤芯或SCR催化剂上，从而减少颗粒物的排放。

常见的颗粒物捕集技术有静电捕集器、陶瓷滤芯和SCR滤芯等。

氮氧化物还原技术主要有选择性催化还原（SCR）技术和非选择性催化还原（SNCR）技术两种。

SCR技术是通过在柴油机尾气中注入尿素溶液，在SCR催化剂上发生化学反应将氮氧化物还原为无害物质，如氮气和水。

SNCR技术是将尿素直接喷射到燃烧室中，在高温条件下发生还原反应。

一氧化碳氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将一氧化碳氧化为二氧化碳。

常用的一氧化碳氧化催化剂有铂、钯和铑等。

碳氢化合物氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将碳氢化合物氧化为水和二氧化碳。

常用的碳氢化合物氧化催化剂有铂、钯和钨等。

氯化物捕集技术是通过在柴油机尾气中使用氯化剂捕获氯化物，从而减少氯化物的排放。

常见的氯化物捕集技术有氯化铂、氯化铜和氯化钾等。

除了以上几种基础的尾气后处理技术外，还有其他的一些新型尾气后处理技术，如氧化脱硝（DeNOx）、颗粒物氧化（POx）、低温氧化（LT-Ox）和催化还原燃烧（CRC）等。

这些技术在柴油机排放控制中发挥了重要作用，并逐渐得到了广泛应用。

需要注意的是，柴油机尾气后处理技术的效果和性能不仅取决于技术的选取，还与操作和维护的方式密切相关。

因此，在使用和维护柴油机尾气后处理设备时，需要遵循相应的操作规范，并进行定期的检查和维护，以保证其正常运行和有效排放控制。

柴油发动机尾气后处理技术（SCR）的应用林晓周（华南理工大学机械与汽车工程学院11级车辆1班201130080454）摘要：随着柴油机排放法规的日益严格，后处理技术是满足欧IV及以上排放法规必须采用的技术措施。

2010年之后，国家计划三年内实施柴油车国Ⅳ标准，这对EGR技术提出了极大挑战。

EGR技术难以适应柴油车更加严格的排放要求，而SCR则能满足国Ⅳ及国Ⅴ排放标准，因此SCR技术成为了市场发展主流。

SCR 技术被称为目前比较流行和广泛的机外柴油机排放控制技术。

全称叫选择性催化还原技术，其转化器具有很强的选择性，主要是针对NOx的排放控制，其还原系统的还原剂可用各种氨类物质或者各种HC。

关键词：SCR、尾气后处理技术、柴油机、NOx1.EGR与SCR之争为了满足欧Ⅳ～欧Ⅵ排放法规，欧美中重型商用车及柴油机企业在尾气后处理方面，主要采用了两条排放控制技术路线。

其一是“优化燃烧+SCR”技术路线，简称SCR路线。

其基本工作原理是通过优化柴油发动机缸内燃烧过程，使燃烧废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）及颗粒（PM）等排放物得到有效控制并达到法规要求，最后对发动机排出尾气中含量较高的氦氧化物通过专门的车载后处理系统进行技术处理，以满足法规要求。

这一技术路线目前在欧洲占主流，欧洲长途载货车几乎全部采用这一方案。

其二是“EGR＋DOC/DPF/POC（废气再循环＋柴油氧化催化器/柴油颗粒过滤器/颗粒氧化催化器）”技术路线。

其中以“EGR＋DPF”应用最广泛，简称EGR路线。

EGR（废气再循环）技术，是将柴油机排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气融合后进入气缸参与燃烧。

少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOx是在高温富氧的条件下生成的，故对NOx进行了抑制，从而降低了废气中NOx的含量。

这一技术路线在北美市场占主流。

SCR技术是目前世界各国特别是欧盟各国普遍采用的控制柴油车尾气排放的一项成熟技术。

柴油发动机尾气后处理技术发布时间：2021-06-29T10:46:07.867Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘庆洋李艳荣蒋玲王朋王冯[导读] 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。

中国石油集团济柴动力有限公司山东济南 250306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。

一、相关概述1、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。