〔2020〕在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理技术指南

附件：技术文件在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理技术指南（发布稿）中国环境保护产业协会2020年3月31日目录前言 (II)1总则 (1)2 后处理装置技术要求 (2)3 后处理装置与车辆匹配安装要求 (4)4车辆排放污染治理后验收要求 (5)5车辆排放污染治理后维护保养要求 (6)附录A （资料性附录）在用柴油车安装后处理装置安装单 (7)附录B （资料性附录）后处理装置维护保养记录单 (9)附录C 引用文件索引 (10)前言本指南遵照国家机动车排放污染防治法规政策和强制性标准，以当前技术发展和应用状况为依据，为在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理提供技术指导。

本指南由中国环境保护产业协会组织制订。

本指南起草单位：中汽研汽车检验中心（天津）有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、中国环境保护产业协会机动车污染防治技术专业委员会。

本指南主要起草人：王计广，李孟良，谢振凯，李菁元，张潇文，齐松博，沈姝。

本指南由中国环境保护产业协会负责管理，由起草单位负责具体技术内容的解释。

在应用过程中如有需要修改与补充的建议，请将相关资料寄送至中国环境保护产业协会技术部（北京市西城区扣钟北里甲4楼，邮编100037）。

1总则适用范围本指南规定了在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理中车辆技术条件、排放污染治理组合后处理装置技术性能、与车辆匹配安装、治理后验收和维护保养等内容，可作为车辆主管部门、车辆所有者、维修单位、后处理装置生产企业、第三方检测机构等相关方，开展在用柴油车颗粒物和氮氧化物排放污染治理工作的技术参考。

本指南适用于安装有电控燃油喷射系统、最大总质量大于吨的在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理。

适用条件本指南适用的在用柴油车应在正常维护保养期内，并满足如下条件：——发动机各项性能指标（如汽缸压力、喷油正时、各缸工作均匀性、空气滤清器、排气系统、整车机油耗等）基本正常；——排放污染治理前，在用柴油车颗粒物和氮氧化物排放应满足GB3847-2018中a类限值要求。

天津市机动车和非道路移动机械排放污染防治条例(2020年1月18日天津市第十七届人民代表大会第三次会议通过) 目录第一章总则第二章预防和控制第三章使用、检验和维护第四章区域协同第五章法律责任第六章附则第一章总则第一条为了防治机动车和非道路移动机械排放污染，保护和改善大气环境，保障公众健康，推进生态文明建设，促进经济社会可持续发展，根据《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、行政法规，结合本市实际，制定本条例。

第二条本条例适用于本市行政区域内机动车和非道路移动机械排放大气污染物的防治。

第三条机动车和非道路移动机械排放污染防治坚持源头防范、标本兼治，综合治理、突出重点，区域协同、共同防治的原则。

本市推进智慧交通、绿色交通建设，优化道路设置和运输结构，严格执行大气污染防治标准，加强机动车和非道路移动机械排放污染防治。

第四条市和区人民政府应当将机动车和非道路移动机械排放污染防治工作纳入生态环境保护规划和大气污染防治目标考核，加强领导，建立健全工作协调机制。

第五条生态环境主管部门对本行政区域内的机动车和非道路移动机械排放污染防治工作实施统一监督管理。

发展改革、工业和信息化、公安、住房城乡建设、城市管理、交通运输、水务、农业农村、商务、市场监管等有关部门，在各自职责范围内做好机动车和非道路移动机械排放污染防治监督管理工作。

第六条市生态环境主管部门会同发展改革、交通运输、市场监管等有关部门，依托市政务数据共享平台建立包含基础数据、排放检验、监督抽测、超标处罚、维修治理等信息在内的机动车和非道路移动机械排放污染防治信息系统，实现资源整合、信息共享、实时更新。

第七条市和区人民政府应当加强机动车和非道路移动机械排放污染防治宣传教育，支持新闻媒体等开展相关公益宣传。

鼓励公众优先选择公共交通、自行车、步行等环保、低碳出行方式，减少机动车排放污染。

第八条鼓励单位和个人对违反本条例的违法行为向生态环境等有关部门进行举报，查证属实的，生态环境等有关部门应当按照规定给予奖励。

科技成果——柴油车排气氮氧化物与颗粒协同净化技术技术开发单位中国科学院生态环境研究中心、中国重汽、清华大学、无锡威孚环保催化剂有限公司所属领域交通运输适用范围柴油车排气后处理成果简介针对重型（包含中型）柴油车氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）排放超标问题，采用机内与机外净化相结合的技术手段，在机内净化有效削减PM排放的基础上，以选择性催化还原技术（SCR）为主去除NOx，满足国五阶段重型柴油车排放标准。

针对轻型柴油车PM、碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）排放超标问题，采用柴油机颗粒捕集器（DPF）及可靠再生技术、柴油机催化氧化技术（DOC），使国产轻型柴油车排放满足国五标准要求。

同时，DOC+DPF技术由于简单易行，还可用于国三柴油车后处理升级改造。

国六阶段排放标准大幅加严，重型和轻型柴油车都将耦合SCR和DPF技术，以保证排放达标。

技术效果SCR对重型柴油车NOx排放削减80%以上，使国产重型柴油车达到国五排放标准要求；DPF对轻型柴油车PM捕集效率90%以上；使国产轻型柴油车达到国五排放标准要求。

国六耦合SCR和DPF的后处理技术对NOx和PN净化效率分别为95%和99%以上。

应用情况在中国重汽等生产的中重型柴油车上实现了100万辆的规模化应用（至2018年3月），满足国四、国五排放标准。

在江铃、福田、长城等生产的轻型柴油车上完成30余款车型配套，实现了70万辆的规模化应用,满足国四、国五排放标准。

成本估算该技术的投资成本主要是催化剂的涂敷及封装生产线，产能30万套/年SCR催化剂的产线投资约为4000万-5000万；所需的关键设备和部件均已实现国产化。

以30万套/年SCR催化剂的产线为例，投资回收期在2-3年。

市场前景在2018年政府工作报告中，明确提出要“开展柴油货车超标排放专项治理”；柴油车国六排放标准即将实施，项目成果在新车排放达标与在用车改造方面均具有广阔的推广应用前景，市场规模约500亿元。

摘要汽车是能源消耗和污染物排放的主要来源。

随着我国汽车保有量的急剧增加，尾气排放问题日益严重。

当前我国汽车尾气排放水平仅相当于发达国家20 世纪70 年代中后期水平，汽车产生的大量尾气排放污染物集中在城市道路中排放。

同时由于我国城市道路交通路网及配套设施的相对落后，不但使交通拥堵问题日趋突出，而且使由于汽车排放而导致的环境污染也日益严重。

因此对城市汽车排放污染综合控制的研究已成为当前一项非常紧迫的工作。

论文介绍我国汽车尾气排放问题的现状，对比分析了国内与国外汽车尾气排放标准，介绍了汽车尾气排放物CO、H C、NO x、微粒(P M)及炭烟的生成机理，论述了汽车尾气污染物危害；以汽(柴)油机及城市运行的汽车为研究对象，用理论分析的方法对汽车排放污染物的影响因素进行研究，主要影响因素内容包括汽油品质，发动机负荷、发动机转速、外环境对尾气排放物。

最后提出汽车尾气治理的对策，包括机内控制技术、机外控制技术、外环境控制技术。

论文的研究对我国城市交通汽车排污综合控制研究进行了有益探索，希望能对促进我国城市大气环境污染的改善，确保城市交通的协调发展具有一定的理论和现实意义。

关键词：城市交通；汽车排放；控制技术A b st r a c tC a r s are a ma j or sour c e of e n e r g y c onsumpti on and pol l uta nt em i ssions. W ith t h e dramatic increase in car o w nership in China's i nc r ea s i n g l y serious problem, e x h a u st emissions. The current level of emissions of automobile tail gas in China is o n l y e quivalent to the le vel of de ve lop e d c o u n t ri es i n the lat e nineteen sev ent ie s, l a r g e e x haust pollutant emissions from motor vehicles emissions in the city road. A t t h e same time, because of our country city road t r a ff i c n e t w ork and infrastructure i s r e l a t i v e l y b a c k w a r d, not o n l y m ak e s t he traff i c c ong e s t ion p r obl e m has becom e m o r e prominent, and the environmental pollution caused by automobile e x haust has b e c o m e more and more serious. T h e r e f o r e,study on the i ntegrated control of v e h i cle e m i ss i o n po llut i on in c i ty ha s b e co m e an e x t remely u r ge nt w o rk.The paper introduces the status quo of China's automobile e x haust e m i ss i o n s problem, comparison and a n a l y sis of the domestic and f o r e i gn automobile e x h a ust e mi s sion standa r ds, int ro duced the aut om o bile e x haust em i s s i o ns of CO, HC, NO x , particle (P M ) and the mechanism of formation of carbon smoke, this paper d i s c u ss e s the harm of automobile e x haust pollutants; steam (Chai) cars run oil machine and t h e c ity as t he re searc h object, t o stud y the fact ors of aut om obil e e m iss i on by the m e t h o d of theoretical a n a l y sis, the main factors include the quality of gasoline, the engine l o a d, engine speed, e x ternal environment on the e x haust emissions. F i n a ll y put f o r w ard t h e c oun t ermea s u re o f v e h i c l e e x h a ust g ov ernance, includi ng m a c hine control t e c hn o l o g y, the machine control t e chn o l o g y, environmental control t e chn o l o g y. This paper h a s c a rri ed on the beneficial e x ploration to the city traffic of our country a ut o m ob il e emission research of integrated control, hoping to promote C h i n a's air pollution in c i ty improvement, ensure that has a certain theoretical and practical significance o f harmonious development of city t r a ff i cK e y w o r d s: city traffic; vehicle emission; control t e chn o l o g y目录第1 章绪论 (1)1.1 我国汽车尾气排放的现状 (1)1.1.1 机动车保有量状况 (1)1.1.2 机动车污染物排放的特征 (2)1.1.3 研究主要意义 (2)1.2 国内外汽车排放标准对比分析 (3)1.2.1 国外汽车尾气排放标准 (3)1.2.2 我国汽车尾气排放标准 (5)1.3 研究的主要内容 (6)第2 章汽车尾气排放物的生成机理及危害 (8)2.1 汽车尾气排放物的生成机理 (8)2.1.1 CO 的生成机理 (9)2.1.2 HC 的生成机理 (10)2.1.3 NOx 的生成机理 (10)2.1.4 微粒(P M)及炭烟的生成机理 (11)2.2 污染物的危害 (11)2.2.1 一氧化碳(CO) (12)2.2.2 碳氢化合物(HC) (12)2.2.3 氮氧化合物（NO x） (12)2.2.4 固体悬浮颗粒 (12)第3 章汽车尾气排放的影响因素分析 (14)3.1 汽油对排放的影响 (14)3.1.1 辛烷值的影响 (14)3.1.2 硫含量的影响 (14)3.1.3 添加剂的影响 (14)3.2 发动机负荷对尾气的影响 (15)3.2.1 发动机负荷对一氧化碳CO 的影响 (15)3.2.2 发动机负荷对碳氢化合物 HC 的影响 (15)3.2.3 发动机负荷对 NOx 的影响 (15)3.3 发动机转速对尾气的影响 (15)3.3.1 发动机转速对CO 的影响 (15)3.3.2 发动机转速对HC 的影响 (16)3.3.3 发动机转速对 NOx 的影响 (16)3.4 外环境因素的影响 (16)3.4.1 城市道路条件的影响 (16)3.4.2 交通设施两侧工程布局的影响 (17)3.4.3 不同交通时段的影响 (17)第4 章汽车尾气排放控制技术 (20)4.1 机内控制技术 (20)4.1.1 推迟点火(喷油)时间 (20)4.1.2 废气再循环 (21)4.1.3 燃烧系统的优化设计 (24)4.1.4 提高点火能量和电控汽油喷射技术 (24)4.1.5 增压及增压中冷 (25)4.1.6 改善喷油特性 (25)4.2 机外控制技术 (26)4.2.1 催化净化技术 (27)4.2.2 机外等离子体法净化汽车尾气 (31)4.2.3 颗粒捕集器及再生系统 (31)4.2.4 非尾气污染物控制技术 (32)4.3 外环境控制技术 (32)4.3.1 城市交通规划管理 (32)4.3.2 城市交通控制管理 (33)4.3.3 城市交通环境工程 (34)4.3.4 汽车燃油的改用 (34)第5 章总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (40)第1章绪论1. 1 我国汽车尾气排放的现状在我国，汽车排放污染大的原因除人口密度大，汽车数量剧增外，最重要的是长时期的高度保护政策导致的我国汽车生产技术和环保标准落后、汽车性能差、使用年限过长、车用燃油品质差等问题，资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多数发达国家落后近10 年，并且执行情况参差不齐。

第1卷第5期2000年10月环境污染治理技术与设备T echniques and Equipment for Environmental Pollution ControlV ol.1,N o.5O ct.,2000柴油机排放碳颗粒物和NO X催化净化技术的研究进展刘志明 郝郑平 沈迪新 陈宏德 田 群(中国科学院生态环境研究中心,北京100085)摘 要本文从柴油机排放的特点、柴油机排放的标准、柴油机排放碳颗粒物和NO X催化净化技术等方面进行了综述与探讨,就柴油机排放碳颗粒物和NOX催化净化技术的研究提出了一些建议和设想。

关键词:柴油机排放 催化净化 碳颗粒物 NOX随着交通运输业的迅速发展,人们对机动车的需求量越来越大,由于柴油机具有油耗低、经济性好和CO2排放量低的显著特点,已广泛应用于城市交通运输、农业排灌与耕作、地面和地下施工、采矿、铁路机车、江河和海洋运输以及小型轻便发电站等方面,目前我国柴油车的保有量为650万辆。

另外随着对全球温室效应加剧的关注,国外机动车中柴油机的比率也在逐年提高。

随着大气污染的日趋严重,在世界范围内的环境保护已引起了人们的高度重视。

许多国家采取各种措施来减少环境污染,而环保催化净化技术的研究与开发,对于减少和控制污染物具有重要意义。

柴油机排放污染的控制是防止大气污染必须解决的重要环境问题,有关柴油机排放污染的控制技术已引起科技界和产业界的广泛关注,本文就柴油机排放碳颗粒物和NO X的净化技术进行综述与探讨,希望得到一些有意义的结论。

一、柴油机排放的特点柴油机排放的污染物中含有碳颗粒物、烃类化合物、一氧化碳、硫酸盐和氮氧化物等,尾气温度比汽油机低,其中碳氢化物和一氧化碳含量较低,一般只有汽油机的几十分之一,氮氧化物排放量与汽油机大致处于同一数量级。

氮氧化物污染是产生酸雨的主要原因之一。

而柴油机碳颗粒物的排放量约为汽油机的30~80倍,其中70%的粒径小于0.3 m,且吸附多种有机化合物,如C1~C20的烃类(其中含磷化钡)、酚类、胺、致癌物苯并芘及其他含氧化合物,这些粒度极细的颗粒物在空气中的沉降速率不同,而其大小恰又使它悬浮于大气中人们的呼吸层高度内,能深入至肺泡,且不易排出体外,而颗粒物又为强致癌物苯并芘、硝基稠环芳烃的载体,危害极大。

河南省重型柴油车非道路移动机械排气污染物深度治理指导意见为深入贯彻落实生态环境部等11部委《关于印发柴油货车污染治理攻坚战行动计划的通知》要求，加强我省柴油货车、非道路移动机械深度治理，协同控制柴油货车、非道路移动机械颗粒物及柴油货车氮氧化物排放。

同时解决当前治理产品及控制技术形式多样，水平参差不齐等问题，进一步规范我省柴油货车、非道路移动机械排气污染物深度治理工作，特制订本指导意见。

一、总体要求按照政府引导、企业负责、车辆所有人自愿、全程监控模式，对超标排放且具备深度治理条件的柴油货车和非道路移动机械依法加装或更换符合要求的污染控制装置，协同控制柴油货车颗粒物和氮氧化物排放；非道路柴油移动机械控制颗粒物排放。

深度治理车辆和非道路移动机械应安装远程排放监控设备和定位系统，并与生态环境部门联网，对经深度治理，按照要求联网监控并稳定达标的车辆及非道路移动机械给予相应的通行或使用优先政策，对不具备深度治理的车辆，及时进行淘汰，确保柴油货车颗粒物和氮氧化物排放总量明显下降。

二、治理范围国三重型柴油车和未安装污染控制装置或污染装置不符合要求的国四重型柴油车（最大总质量3500Kg及以上），车况及发动机应处于良好工作状态，改造前车辆持续进行正常的维护保养等条件的车辆（不包括危险货物运输车辆），均可纳入治理范围。

各类高排放工程机械，企事业单位、矿山内部使用的高排放专项作业机械，需要进入各地高排放非道路移动机械禁用区内作业的国二及以下非道路移动机械，原排达到本意见要求，改造前机械持续进行正常的维护保养，机械状况良好，均可纳入治理范围。

三、工作流程（一）做好治理改造企业把关参与治理改造的企业应具有生产后处理装置核心部件如载体、涂层、系统封装等两种及以上的能力，并提供完整的治理技术和产品使用方案，以及符合GB17691-2005和HJ451—2008标准要求的产品型式核准证书（同一生产商）和具有资质（CMA）的第三方检测机构出具的产品测试报告等材料，各省辖市生态环境部门应对企业提供的上述材料严格把关，并将已提供完整材料的企业信息在市生态环境部门网站上予以公开。

柴油颗粒物的减排与减毒技术如果你听过“柴油车黑烟”的称呼，那么你一定知道，柴油车的尾气排放是一个问题。

当车辆行驶时，发动机燃烧的油料中所含的硫、氮、氧和碳等元素会形成颗粒物和气体，这些排放物会污染空气，给人类健康和环境带来隐患。

为此，柴油车的减排与减毒技术得到了广泛关注。

一．什么是柴油颗粒物？柴油车尾气排放的颗粒物主要是指直径小于10微米的固体和液体颗粒，也被称为颗粒物物质或颗粒态污染物。

这些小颗粒可引起久咳、哮喘、呼吸困难、肺部疾病等健康问题。

同时，它们对环境也产生负面影响，包括降低可见度、使大气中颗粒物含量过高、可能对动植物健康产生影响等等。

二．柴油减排技术针对传统的柴油车尾气排放造成的大量污染问题，生产厂商和政府机构已经尝试了许多新技术。

1.颗粒物捕捉器颗粒物捕捉器（DPF）是一种设备，可以降低柴油车尾气产生的颗粒物。

DPF可降低颗粒物排放量高达90%以上。

DPF由轮胎、滤网和催化剂组成。

DPF工作原理是通过捕捉和过滤柴油车的颗粒物，特别是颗粒物直接排放到大气中前，将颗粒物捕捉在其中。

2.尿素SCR系统SCR全称为选择性催化还原反应，是中国建立的一种新型柴油车减排技术。

SCR在柴油车排出的尾气中注入含有尿素的液体，随后将尾气传送到热反应器中，通过尿素分解形成氨来反应，使NOx被还原为无毒气体。

SCR技术可以降低柴油车尾气排放中的硫和颗粒物，有效减少了对空气质量的影响。

三．柴油减毒技术上面两个技术都是从柴油车减排的角度出发，但是实际上，随着人们对环境和健康的日益重视，政府机构和企业也在积极开展柴油车减毒研究，这些减毒技术也可以帮助降低柴油排放对大气和环境的污染。

1.颗粒物处理系统这种技术可以将柴油车尾气中的颗粒物和烟尘过滤出来，并收集和处理排放物，从而达到减少排放的效果。

颗粒物处理系统广泛应用于工业和交通领域。

2.污染物再循环技术污染物再循环技术（EGR）是一种基于柴油车引入新空气而减少NOx排放的技术。

中国重型柴油车后处理技术研究进展单文坡; 余运波; 张燕; 贺泓【期刊名称】《《环境科学研究》》【年(卷),期】2019(032)010【总页数】6页(P1672-1677)【关键词】柴油车; 后处理; 排放控制; 氮氧化物净化; 颗粒物净化【作者】单文坡; 余运波; 张燕; 贺泓【作者单位】中国科学院城市环境研究所中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361021; 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京 100085【正文语种】中文【中图分类】X511机动车尾气排放是我国大气污染的重要来源，也是造成灰霾和光化学烟雾的重要原因，我国机动车污染防治的重要性和紧迫性日益凸显，而柴油车(尤其是重型柴油货车)尾气污染控制更是亟待解决的问题[1-3]. 根据生态环境部发布的《2019年中国移动源环境管理年报》，仅占我国汽车保有量9.1%的柴油车所排放的NOx(氮氧化物)和PM(颗粒物)分别占汽车排放总量的71.2%和99%以上，其中，重型柴油货车虽然仅占汽车保有量的3.0%，但其NOx和PM排放量却分别占汽车排放总量的49.3%和66.3%，亟须重点控制.柴油车污染控制的主要途径包括燃油和润滑油品质改进、机内净化技术和后处理技术[4]. 我国自2015年全面实施柴油车国Ⅳ标准以来，后处理技术已经成为柴油车尾气污染控制的必备技术. 随着我国柴油车排放标准的不断升级，对各种后处理技术的性能、后处理技术的耦合，以及后处理与整车的系统集成提出了更高的要求，尤其是即将于2020年全面实施的国Ⅵ标准，为我国柴油车污染控制技术带来巨大挑战. 除了柴油车新车污染控制外，由于我国在用柴油车污染问题突出，也需要有针对性地进行污染管控.柴油车的主要污染物为NOx、PM、CO和HC(碳氢化合物). 与汽油车相比，柴油车采用稀燃方式，氧气过量，排气中的CO和HC含量远低于汽油车，因此NOx 和PM是主要污染物[5]. 目前，针对柴油车尾气污染控制发展出的主要后处理技术包括用于控制CO和HC排放的柴油机氧化催化剂(DOC)、用于控制PM排放的柴油颗粒捕集器(DPF)、用于控制NOx排放的选择性催化还原技术(SCR)[6-10]. 该文将针对我国重型柴油车后处理技术的主要研究进展进行综述与展望.1 主要柴油车后处理技术1.1 DOCDOC通常以陶瓷蜂窝为基础负载催化剂，为通流式催化转化器. 催化剂的活性组分一般采用贵金属铂(Pt)或钯(Pb). DOC通常安装在柴油车后处理系统的最前端，利用贵金属组分的催化氧化作用，有效去除尾气中的CO、HC等还原性气态污染物，以及PM中的可溶性有机物(SOF); 同时，DOC还可以将尾气中的NO部分氧化为NO2，为后续的DPF再生和SCR反应提供促进作用[4].目前关于DOC的相关研究，除了关注对CO、HC、SOF的低温起燃能力和对NO 的氧化能力等催化剂活性外，催化剂的热稳定性和抗硫中毒能力也非常重要[6,10]. 贵金属组分在高温条件下容易发生烧结，造成活性位点损失、性能降低，其失活过程是不可逆的. 燃油中含硫量过高，会导致DOC发生硫中毒，并且由于DOC的催化氧化作用，造成尾气中硫酸盐成分增加，导致PM排放升高.1.2 DPFDPF是当前降低柴油车PM排放最为有效的技术. 目前，最常用的是壁流式陶瓷蜂窝捕集器，利用相邻捕集器孔道前后交替封堵，使尾气从壁面穿过，从而实现PM 的截留捕集. DPF的相关研究主要集中在过滤材料和过滤体再生两项关键技术上. 目前，市场上常用的DPF主要以堇青石、碳化硅和钛酸铝为过滤体材料，根据各种材料的特性而应用于不同环境. 为了达到背压与捕集效率的平衡，DPF载体的设计开发非常重要，非对称结构和高孔隙率是重要研究内容.DPF的再生方式主要包括主动再生和被动再生：主动再生采用喷油助燃等方式提供能量，使DPF内部温度达到PM氧化燃烧所需的温度而实现再生；被动再生利用在过滤体表面涂覆催化剂来降低PM燃烧温度，并借助DOC将NO氧化为NO2，通过NO2氧化所捕集的PM提高燃烧效率. 利用催化剂涂层来实现被动再生的DPF也被称为CDPF，其催化剂的开发是重要研究热点[11-15]. 为了使柴油车在所有工况下都可实现DPF的可靠再生，通常需要将主动再生和被动再生结合使用.1.3 SCRSCR是在催化剂的作用下利用还原剂选择性地将NOx还原为N2，从而有效去除NOx. SCR技术根据还原剂的不同，又可分为氨选择性催化还原NOx(NH3-SCR)和碳氢化合物选择性催化还原NOx(HC-SCR)[16-18].自20世纪70年代开始，NH3-SCR技术已经广泛应用于固定源烟气脱硝，并随着排放法规的升级而被引入柴油车尾气NOx控制[5,19]. 由于在柴油车上配备氨水或液氨储罐存在较大的危险性，且对存储设备具有腐蚀性，因而在实际应用中通常使用尿素溶液作为NH3的储存剂，也称作Urea-SCR[20]. 催化剂是NH3-SCR技术的核心，V2O5-WO3/TiO2催化剂在固定源烟气脱硝领域应用多年，并成为第一代柴油车SCR催化剂[21]，但钒基氧化物催化剂存在具有生物毒性、高温稳定性差、操作温度窗口较窄等问题. 为了替代钒基催化剂在柴油车上的应用，研究者开发了Fe基氧化物和Ce基氧化物等非钒金属氧化物催化剂，以及Fe基和Cu基分子筛催化剂[22-27]. 近年来，具有CHA结构的Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34等Cu基小孔分子筛，由于同时具有优异的NH3-SCR催化活性和水热稳定性而受到广泛关注，成为柴油车尾气NOx催化净化的首选[28-31]. 为了保障NOx转化效率，过量的尿素喷射会导致NH3滑失，因此，通常在SCR催化剂后面使用NH3氧化催化剂(AOC)来降低NH3的泄露[10,32].与NH3-SCR相比，HC-SCR可以利用柴油或柴油催化分解/裂解的碳氢化合物为还原剂，无需另行添加还原剂尿素，从而可以大幅度简化SCR后处理系统[18,25,33]. 但目前由于该技术在催化活性和稳定性等方面还存在问题，尚未得到实际应用.2 国Ⅳ和国Ⅴ柴油车后处理技术我国柴油车污染控制标准主要参考了欧洲的相关标准，于2015年全面实施柴油车国Ⅳ标准，自此柴油车需要使用后处理系统进行排放控制，以实现达标排放. 柴油车尾气的两大特征污染物——NOx和PM的形成及浓度存在此升彼降(trade-off)的关系，即努力减少其一却会增加另一种污染物，因此，国Ⅳ柴油车排放控制主要存在两条不同的技术路线，即颗粒物捕集(DPF)技术路线和选择性催化还原(SCR)技术路线. DPF技术路线以机内调整降低柴油车NOx排放，以DPF降低PM排放，主要用于轻型柴油车污染控制；SCR技术路线采用机内调整措施降低PM排放，以SCR技术降低NOx排放，主要用于重型柴油车污染控制. 国Ⅴ阶段虽然排放标准值有所加严，但通过技术升级，我国柴油车污染控制基本上沿用了国Ⅳ阶段的技术路线. 自国Ⅳ阶段开始，SCR技术在我国重型柴油车上实现了批量应用.我国柴油车SCR蜂窝陶瓷载体研究起步较晚，尤其是基于国产原材料的大尺寸载体研发处于空白，使得国外厂家的大尺寸载体占据国内几乎95%的市场，且技术垄断. 科技部“十二五”及“863”计划柴油车团队(现为“十三五”重点研发计划柴油车团队，以下简称“柴油车团队”)在我国首次成功开发了基于国产原材料的大尺寸蜂窝陶瓷载体关键设备与工艺，并设计建造了年产600万升大尺寸载体生产线，实现了国产化.钒基SCR催化剂，因其优异的抗硫中毒能力和低廉的价格，而成为我国国Ⅳ和国Ⅴ阶段重型柴油车尾气NOx排放控制的首选. 传统的固定源烟气脱硝催化剂存在操作温度窗口较窄、高温稳定性较差等问题，需要进行性能改进后才可应用于柴油车尾气净化. 柴油车团队借助量子化学计算方法，从原子水平阐明了钒基SCR催化剂去除NOx的微观基元反应过程，明确了聚合态下钒物种间的耦合作用，缩短了活性位再生的反应路径，并显著降低了决速步能垒. 在理论指导下，成功设计合成出低聚态氧化钒活性中心结构，实现了在低钒负载量下低温SCR活性的显著提升[34]；此外，通过改变催化剂组分的耦合方式，显著提升了其高温稳定性，从而确定了V2O5-WO3TiO2催化剂的最优配方. 在此基础上，通过大量试验研究确定了国产大载体的涂覆成型技术，结合催化剂生产中试研究，最终建立了催化剂工业化生产线[35]. 该产品性能满足我国国Ⅳ和国Ⅴ重型柴油车排放标准，批量供应国内市场和出口车型装配. 此外，柴油车团队研究成果还在其他后处理企业得到推广应用，后处理产品辐射应用于国内主要整车厂.3 国Ⅵ柴油车后处理技术与国Ⅴ标准相比，即将于2020年全面实施的柴油车国Ⅵ标准对NOx和PM排放限值均大幅加严，同时增加了PN限值，对低温工况与整车排放、生产一致性和整车有效寿命提出了明确要求. 国Ⅵ排放限值与现行的欧Ⅵ标准相同，但增加了OBD 永久故障代码、超OBD限值限扭、整车排放、OBD远程监控、排放质保期等要求，这必然对柴油车污染物排放控制带来巨大挑战，因此，需要将不同后处理技术进行耦合，以应对严苛的排放要求.满足国Ⅵ标准的柴油车排放控制的首选技术路线为以燃烧优化等机内净化技术控制原机排放，采用DOC+DPF+SCR+AOC后处理组合技术削减排气中的PM(PN)、NOx等主要污染物(见图1). 在这一组合技术中，DPF再生引发的高温对后置SCR 的水热稳定性提出了更高要求，具有八员环CHA结构的Cu-SSZ-13 分子筛表现出非常优异的NH3-SCR活性和水热稳定性，已实际应用于满足欧Ⅵ标准和US EPA 2010标准的柴油车尾气净化，是我国国Ⅵ阶段的首选SCR催化剂[36-39].柴油车团队通过设计新型模板剂、创新合成方法(一步水热法、固相法等)，实现了具有自主知识产权的Cu-SSZ-13等小孔分子筛NH3-SCR催化材料的快速合成，大幅降低了合成成本，并且开展了催化剂放大生产[40-43]. 在国Ⅵ DPF研究方面，柴油车团队研制了非对称结构DPF成型模具；通过对原料与配方优化促进晶体在片状滑石上定向生长，显著降低了堇青石DPF热膨胀系数；通过复合使用不同形貌的造孔材料增加微孔的连通性，采用粒度分布窄的原材料和造孔材料，制备出窄孔径分布的DPF产品，可以满足低压降、高PN捕集效率的要求.图1 国Ⅵ柴油车后处理系统Fig.1 Aftertreatment system for diesel engine emission control in Chinese Ⅵ要实现国产柴油车国Ⅵ后处理系统全系统匹配应用，需要与发动机的控制系统(ECU)联接并通讯. 目前，柴油发动机的ECU主要被国外公司技术垄断，不开放发动机ECU的通讯逻辑和联接端口. 这一现状阻碍了国产柴油车后处理技术的应用，不利于我国柴油车后处理市场的发展，因此，我国应尽快启动“清洁柴油机”计划，突破柴油发动机及其后处理系统核心控制技术与耦合匹配等短板.4 在用柴油车污染治理技术由于我国柴油车国Ⅳ标准的实施经历了多次推迟，造成没有后处理装置的国Ⅲ柴油车数量巨大，污染物排放占比非常高. 我国国Ⅳ和国Ⅴ重型柴油车虽然安装了SCR后处理系统，但因系统失效、人为屏蔽等问题，导致部分车辆超标排放严重. 在SCR系统失效的情况下，国Ⅴ重型柴油车NOx的排放量可达正常排放量的6～7倍. 由于我国在用柴油车污染问题突出，非常需要有针对性地进行污染管控[3]. 2018年《政府工作报告》明确指出，要“开展柴油货车超标排放专项治理”；在2019年国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》通知中明确指出，要“推进老旧柴油车深度治理，具备条件的安装污染控制装置、配备实时排放监控终端，并与生态环境部等有关部门联网，协同控制颗粒物和氮氧化物排放”；而2019年《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》更是给出了在用柴油车污染治理的具体行动方案.从技术层面看，在用柴油车污染治理主要涉及两个方面的内容：①开发高效的在用柴油车污染控制技术，实现柴油车主要污染物NOx、PM的高效减排；②开发在用柴油车排放在线监管技术，以此有效甄别系统失效、人为篡改、卸除后处理系统等现象及违法行为. 前者是在用柴油车减排的必要条件，后者为减排实施的有力保障.发达国家由于柴油车尾气治理技术研究与应用起步较早，针对老旧柴油车的后处理改造工作也开展得较早[44-47]. 近几年，我国北京市、上海市、南京市等城市也相继开展了在用车后处理改造升级，目前改造工作主要针对国Ⅲ柴油车污染物中的PM，以较为简单易行的DPF技术路线进行改造; 而在用柴油车的双降技术，以及关键的实时在线智能监管技术却成为在用车排放治理改造的短板，亟待推进规模化应用.5 结论与展望a) 我国国Ⅲ及以前柴油车没有安装排放后处理装置，国Ⅳ和国Ⅴ柴油车排放控制主要存在两条不同的技术路线：DPF技术路线主要用于轻型柴油车污染控制；SCR技术路线主要用于重型柴油车污染控制. 自国Ⅳ阶段开始，SCR技术在我国重型柴油车上实现了批量应用.b) 国Ⅵ标准对柴油车的污染排放控制带来了巨大挑战，需要将后处理技术进行耦合，首选采用DOC+DPF+SCR+AOC组合技术削减排气中的PM(PN)、NOx等主要污染物，对各项后处理技术都提出了更为苛刻的要求.c) 除柴油车新车外，我国在用柴油车也需要有针对性地开展污染治理，主要涉及两方面技术内容：①开发高效的在用柴油车污染控制技术，实现柴油车主要污染物NOx、PM的高效减排；②开发在用柴油车排放在线监管技术，有效甄别系统失效、人为篡改、卸除后处理系统等现象及违法行为.d) 满足国Ⅵ及更高排放标准，需要发动机与后处理系统控制技术交叉融合，实现低温下NOx净化效率提升与DPF安全可靠再生. 因此，我国应尽快启动“清洁柴油机”计划，突破柴油发动机及其后处理系统核心控制技术及耦合匹配等短板.参考文献（References）：【相关文献】[1] WU Y,ZHANG S,LI M,et al.The challenge to NOx emission control for heavy-duty diesel vehicles in China[J].Atmospheric Chemistry and Physics,2012,12(19):9365-9379.[2] ZHENG B,TONG D,LI M,et al.Trends in China′s anthropogenic emissions since 2010 as the consequence of clean air actions[J].Atmospheric Chemistry andPhysics,2018,18(19):14095-14111.[3] WU Y,ZHANG S,HAO J,et al.On-road vehicle emissions and their control in China:a review and outlook[J].Science of the Total Environment,2017,574:332-349.[4] 贺泓,翁端,资新运.柴油车尾气排放污染控制技术综述[J].环境科学,2007,28(6):1169-1177.HE Hong,WENG Duan,ZI Xinyun.Diesel emission control technologies:areview[J].Environmental Science,2007,28(6):1169-1177.[5] GRANGER P,PARVULESCU V I.Catalytic NOx abatement systems for mobilesources:from three-way to lean burn after-treatment technologies[J].Chemical Reviews,2011,111(5):3155-3207.[6] DHAL G C,DEY S,MOHAN D,et al.Simultaneous abatement of diesel soot and NOx emissions by effective catalysts at low temperature:an overview[J].Catalysis Reviews：Science and Engineering,2018,60(3):437-496.[7] GUAN B,ZHAN R,LIN H,et al.Review of the state-of-the-art of exhaust particulate filter technology in internal combustion engines[J].Journal of Environmental Management,2015,154:225-258.[8] LEE J,THEIS J R,KYRIAKIDOU E A.Vehicle emissions trappingmaterials:successes,challenges,and the path forward[J].Applied CatalysisB:Environmental,2019,243:397-414.[9] MOHANKUMAR S,SENTHILKUMAR P.Particulate matter formation and its control methodologies for diesel engine:a comprehensive review[J].Renewable & Sustainable Energy Reviews,2017,80:1227-1238.[10] WALKER A.Future challenges and incoming solutions in emission control for heavy duty diesel vehicles[J].Topics in Catalysis,2016,59(89):695-707.[11] CHENG Y,SONG W Y,LIU J,et al.Simultaneous NOx and particulate matter removal from diesel exhaust by hierarchical Fe-doped Ce-Zr oxide[J].ACS Catalysis,2017,7(6):3883-3892.[12] WEI Y,LIU J,ZHAO Z,et al.Highly active catalysts of gold nanoparticles supported on three-dimensionally ordered macroporous LaFeO3 for soot oxidation[J].Angewandte Chemie-International Edition,2011,50(10):2326-2329.[13] WU Q,XIONG J,ZHANG Y,et al.Interaction-induced self-assembly of Au@La2O3 core-shell nanoparticles on La2O2CO3 nanorods with enhanced catalytic activity and stability for soot oxidation[J].ACS Catalysis,2019,9(4):3700-3715.[14] LIU T,LI Q,XIN Y,et al.Quasi free K cations confined in hollandite-type tunnels for catalytic solid (catalyst)-solid (reactant) oxidation reactions[J].Applied CatalysisB:Environmental,2018,232:108-116.[15] WANG X,JIN B,FENG R,et al.A robust core-shell silver soot oxidation catalyst driven by Co3O4:effect of tandem oxygen delivery and Co3O4-CeO2 synergy[J].Applied Catalysis B:Environmental,2019,250:132-142.[16] 贺泓,李俊华,上官文峰,等.环境催化：原理及应用[M].北京:科学出版社,2008.[17] 单文坡,刘福东,贺泓.柴油车尾气中氮氧化物的催化净化[J].科学通报,2014,59(26):2540-2549. 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计算方法1、对于抽取采样法（含稀释法和完全抽取法），如果分析仪中已经内置了NO2转换器，此时，NOx浓度值即为烟气中NO和NO2浓度的之和，NOx(mg/m3)=NOx（ppm）*2.054。

2、如果分析仪中没有内置NO2转换器，则NOx浓度输出即为烟气中NO浓度，此时，需要用换算系数将NO浓度值修正为NOx （设定换算系数的依据是NO2含量一般不超过NO含量5%）：(1)采取脱硫措施的燃煤、燃油锅炉排放氮氧化物含量计算：NOx=NO(mg/m3)*1.53(2)采取干法除尘的其他燃煤、燃油锅炉或燃气锅炉排放氮氧化物计算NOx=NO(mg/m3)*1.53/0.95目前我国氮氧化物排放标准为国6。

扩展资料两部门发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》环境保护部、国家质检总局近日联合发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（以下简称“轻型车国六标准”），公布了第六阶段轻型汽车的排放要求和实施时间。

近年来，中国机动车污染物排放标准逐步提升，2001年，国家第一阶段机动车排放标准开始实施，经过15年的发展，目前全国实施国家第四阶段排放标准，重点区域实施第五阶段排放标准，单车污染物排放降低90%以上，有效促进了汽车行业技术升级。

为进一步强化机动车污染防治工作，从源头减少排放，落实录《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》有关“实施国VI排放标准和相应油品标准”的要求，环境保护部、国家质检总局出台了轻型车国六标准。

轻型车国六排放标准改变了以往等效转化欧洲排放标准的方式，邀请汽车行业全程参与编制，充分吸取专家学者和企业界的意见和建议。

编制组开展了大量的调查研究工作，共分析汇总8600种国五车型排放数据，调查了50万辆轻型车行驶里程情况，设计开展了验证试验。

轻型车国六标准的重要意义体现在：一是从以往跟随欧美机动车排放标准转变为大胆创新，首次实现引领世界标准制定，有助于我国汽车企业参与国际市场竞争，推动我国汽车产业发展；二是在我国汽车产能过剩的背景下，可以起到淘汰落后产能、引领产业升级的作用；三是能够满足重点地区为加快改善环境空气质量而加严汽车排放标准的要求。