第四章柴油机废气净化及后处理.

柴油机的尾气处理技术近年来，随着环保意识的逐渐增强，尾气排放问题越来越成为人们关注的焦点。

在所有的机动车中，柴油车的排放量是最高的，因此针对柴油车的尾气处理技术显得尤为重要。

本文将介绍柴油机尾气的成分和危害，并阐述几种主流的尾气处理技术。

柴油机尾气成分柴油机尾气是指排放到大气中的废气，包括氮氧化物（NOx）、碳氢化合物（HC）、颗粒物（PM）和二氧化碳（CO2）等成分。

其中，NOx是柴油车尾气中最主要和最危害的成分之一，它是空气中氮气和氧气在高温下发生反应产生的，它不仅能够致癌，还会对人体的呼吸系统和免疫系统造成影响。

HC是指未燃烧的碳氢化合物，也是柴油车尾气的主要成分之一。

颗粒物主要是由于柴油燃料中的有机物和碳的不完全燃烧产生的固体微粒，其粒径一般在0.25到10微米之间。

二氧化碳虽然并不具有毒性和危害，但是却是温室气体之一，会加速全球气候变暖。

柴油机尾气的危害柴油机尾气排放对人类健康和环境造成了极其严重的影响。

NOx和HC在大气中与氧气反应生成臭氧，臭氧是一种有毒气体，能够引起呼吸系统和眼睛疼痛，甚至引发哮喘等疾病。

PM是导致雾霾和空气污染的罪魁祸首，对人类健康造成极大威胁，如慢性支气管炎、肺癌等疾病。

二氧化碳虽然没有直接的健康危害，但是它会加速全球气候变暖，从而导致严重的气候变化，对人类和地球生态造成巨大损害。

柴油机尾气处理技术目前，尾气处理技术主要分为三类：1.三元催化器技术；2.柴油氧化催化剂技术；3.柴油颗粒捕捉器技术。

1.三元催化器技术三元催化器是一种用于减少污染物排放的催化剂，其主要作用是将NOx、HC、CO等有害气体转化为无害的氮气、水和二氧化碳。

三元催化器由于其较为成熟的技术和良好的效果，已经广泛地应用于汽车尾气处理领域。

2.柴油氧化催化剂技术柴油氧化催化剂技术是将氧化剂注入颗粒捕捉器中，使被捕捉住的颗粒物在足量氧气的气氛下，进行氧化成为较小的固体颗粒，同时在高温下使持续氧化反应，加速固体颗粒和一氧化碳、氢气的氧化，产生的二氧化碳和水分排放到大气中。

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。

柴油机废气过滤解决方案柴油机被认为是热效率最高的内燃机，所以在全世界被广泛地应用在重型车辆上。

然而，随着人们日益关注柴油机废气对大气质量的危害，汽车和发动机制造商不得不开发有效的解决方案来抑制排放。

由于发动机的排量和驱动方式不同，现在有几种技术被应用在这个行业来处理柴油机废气中的颗粒物质和有害气体。

柴油机的发展趋势柴油机在重型车辆和非道路车辆上的广泛应用已经有很长时间，近期在欧美市场上应用柴油机的客车和轻型卡车激增。

这种增长部分是由于油价上涨刺激了对高效率柴油机的需求。

然而，伴随着柴油机数量的增长，人们也越来越关注其排放的废气对空气质量的影响。

废气中的污染气体如碳化物、氮化物(NOX)和颗粒物质被认为是危害健康的主要污染物。

排放法规的发展趋势欧美制定干净空气法规的机构采用柴油机排放标准中要求，使用颗粒物过滤器来满意颗粒物的排放限制。

欧洲的新排放法规中，颗粒物和氮化物的排放量比目前的标准少三分之一。

目前柴油机排放后处理的技术措施柴油机的排放物主要包括气体排放物，如CO、CO2、NO、NO2和颗粒排放物，包括碳和碳氢化合物。

CO和碳氢化合物的去除柴油机催化氧化转化器(DOC)被用来氧化排气气流中的污染气体，它可以和消音器集成在一起。

在很多封闭曲轴箱柴油机中，NOX、HC和有毒有害气体被直接重新引入进气系统再次燃烧，而不是排到外界污染大气环境的。

NO和NOX的去除选择性催化系统(SCR)能够通过在废气中喷洒尿素或者氨水，将NOX的排放削减60-90%。

然而，由于储存空间的需要，只能用在大型发动机上。

细长的NOX催化器(LNC)与选择性催化系统(SCR)类似，不同的是，LNC向柴油机废气中喷的是柴油而不是尿素。

废气再循环(EGR)设备将发动机废气的一部分送回发动机，降低燃烧温度的峰值，从而削减NOX的排放。

废气再循环设备已被用于码头机械、建筑设备和公路车辆发动机上。

该项技术能将NOX的排放削减40-50%。

柴油机废气净化技术研究一、柴油机废气的危害在传统的柴油机上使用的燃料是含有高硫的石油燃料，而这种高硫燃料在燃烧的时候会产生大量的废气和有害物质。

这些废气包括氧化氮、二氧化硫、颗粒物等，对环境和人类健康产生巨大的威胁。

二、柴油机废气净化的技术1.氮氧化物（NOx）净化技术氮氧化物是柴油发动机排放废气中最主要的成分之一，它是一种无色的气体，但是会对环境和人体健康产生很大的影响。

对于氮氧化物的净化，目前比较成熟的技术有选择性催化还原技术（SCR）和氧化还原技术（LNT）。

2.颗粒物净化技术颗粒物是柴油发动机排放废气中的另一种主要成分，它是一种极微小的颗粒，直径一般在几十纳米到几百纳米之间，与人体健康的危害极大。

对于颗粒物的净化，目前比较主流的技术有汽车颗粒物捕集器（DPF）和电子静电净化器（ESP）。

三、SCR技术的原理和优缺点1.SCR技术的原理SCR技术是一种选择性催化还原技术，它主要是通过将氨气（NH3）或尿素（CO（NH2）2）注入到废气中，使它和NOx反应生成无害的氮气（N2）和水（H2O）。

2.SCR技术的优点SCR技术具有高净化率、高反应效率、不影响发动机的运行以及适用于各种应用的优点。

此外，由于效率高，SCR技术可以减少柴油机废气排放的数量。

3.SCR技术的缺点SCR技术的主要缺点是需要使用额外的催化剂和尿素等清洁剂，造成了成本的增加和操作的一定限制。

四、DPF技术的原理和优缺点1.DPF技术的原理DPF技术是一种汽车颗粒物捕集器，它主要是借助过滤网的作用，将柴油发动机排出的颗粒物捕集起来。

在DPF的过滤网中，通过一系列的化学反应，可以让颗粒物附着在过滤网中。

2.DPF技术的优点DPF技术具有净化率高、可逆性强、维护成本低、使用寿命长等优点。

此外，DPF技术采用的是物理捕集的方式，不像SCR技术需要使用清洁剂，因此对使用者来说更加方便。

3.DPF技术的缺点DPF技术的主要缺点是对于发动机的运行有一定的影响，会增加排气管的阻力，使发动机的功率下降。

[尾气处理技术论文]柴油机尾气后处理技术尾气处理技术论文篇一减少汽车尾气与污染净化处理技术的探讨摘要:汽车作为现代化交通工具,给予了人们的生产与生活带来十分方便的同时,可是它的尾气排放物,给大气环境造成严重污染。

汽车尾气排出的污染物,给予人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。

因此,必须采取有效措施,减少或者消除汽车尾气的排污量,是本文与大家共同研究与探讨的一个重要课题。

关键词:尾气净化处理;燃有改用;净化处理措施一、汽车燃油的改用二、汽车尾气的净化处理技术(一)汽车发动机内部的调试,可减少尾气污染物的排放量:(1)减少喷油提前角。

减少喷油提前角,可降低发动机工作的最高温度,使NO某的生成量减少。

(2)改善喷油器的质量,控制燃烧条件,可使燃料燃烧完全,从而可减少CO、HC和煤烟。

(3)调整喷油泵的供油量,可降低发动机的功率,使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧,从而也可以减少CO、CH和煤烟的生成。

(二)发动机外部尾气净化措施:(1)采用催化剂:将CO氧化成CO2,HC氧化成CO2和H2O,NO某被还原成N2等。

采用的催化剂有氧化锰-氧化铜;氧化铬-氧化镍-氧化铜等金属氧化物和白金属(铂)等贵金属。

它们都可以净化CO、HC。

催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。

(2)水洗:通过水箱,使汽车尾气中的碳烟粒子经过水洗和过滤及蒸气的淋浴,可支队粘在碳粒上的有毒物质,使碳粒子胀大而给予去除。

(三)发动机内部净化处理措施:(1)正曲轴箱通气系统的设计:把从汽缸窜入曲轴箱的气体再循环进入进气歧管,使其再次燃烧,改变了过去将其直接排入大气所造成的污染。

(2)排气再循环设计:发动机排气口用控制阀与进气歧管相连接,使排出的气体经过再次循环,以降低氮氧化物的排放量。

(3)蒸发排放控制系统的设计:将化油器浮子室中的汽油蒸发汽引入进气系统,而将油箱中的蒸发汽引入储存系统,可大大减少污染物的排放。

(四)加强行政管理,减少和消除汽车尾气对大气环境的污染。

柴油车后处理净化技术分析摘要：人类在认识到汽车尾气排放污染物的危害之后，就不断的探索新的方法来改善汽车排放性能。

其中美国、日本和欧洲各国还最早建立了严格的排放法规，这更促进了相关技术的革新。

我国对汽车尾气排放控制的研究起步较晚，与发达国家的差距较大。

他们开发和使用的各项技术对我们的研究有一定的参考价值。

从我国的国情出发，从环境保护的源头出发，研究和探讨符合我国的环保措施。

为了减少汽车尾气污染物的排放，我们根据各种污染物的生成机理和影响因素出发，采取相应的改善柴油机后处理净化技术，对于改善汽车尾气污染物的排放有重要意义。

关键词：柴油车后处理净化1 柴油车后处理净化概述随着柴油机在汽车中的应用日益广泛以及排放法规日趋严格，在对柴油发动机进行机内净化的同时，必须进行后处理净化。

机内净化措施有效的降低了微粒排放，但由于一是润滑油的消耗只能减少到一定的程度，任何一种发动机不可能不消耗润滑油，二是机内净化主要以油气充分混合为目的，如高压喷射技术对大微粒的减少是以增加细小微粒数量为代价，而细小微粒对人体和环境的危害更大，三是降低微粒与降低 nox之间存在一定的矛盾。

因此仅仅依靠机内净化技术是不够的，必须同时采取机外净化技术。

国内外研究的微粒机外净化主要有等离子净化、静电分离、溶液清洗、离心分离及微粒捕集器等（1）等离子净化技术：可同时降低柴油机排气中的多种有害成分。

柴油机排气中的有害成分经过等离子反应器，会发生复杂的化学反应，其中no 很容易氧化成no2 。

由于no2 有很强的氧化性，在柴油机排气温度下就可将碳烟微粒氧化成碳的氧化物，从而降低污染。

（2）静电分离技术：是用电场对排气微粒进行静电吸附，达到微粒净化的目的。

虽然柴油机排气微粒整体上呈电中性，但是85%左右的微粒都为带电粒子，每个带电粒子有1-5个基本正电荷或负电荷。

在排气通道中建立高压强电场，排气气流流过电场时，带电粒子分别被异性电极吸附。

静电捕集技术的主要问题是设备体积大、结构复杂、成本高，且气流流速对静电捕集效率的影响较大。

农用柴油发动机废气的形成及净化摘要：从农用柴油发动机废气的成分、有害成分的成因及进气燃烧系统、燃油喷射系统、废气后处理等几方面综述了降低柴油机排气污染物的技术措施和控制对策。

关键词：农用柴油发动机废气成因净化发动机排出的废气中，除C02、H2O、N2和过量的O2为无害成分外，还包含有若干种有害成分，主要是一氧化碳（CO）、各种碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx），还有少量的硫化物（SO2等）、炭烟及臭味等。

这些有害成分会污染大气，对人体健康和动植物的生长也会造成严重的危害。

CO被吸入人体后，会阻碍血液对氧气的输送，造成人体缺氧窒息。

SO2遇水发生作用形成硫酸，具有强烈的腐蚀性，刺激人体呼吸系统黏膜和眼睛。

柴油机燃烧后，碳和氢反应生成多种碳氢化合物，它们是具有强烈气味的物质，能刺激黏膜，有的还有致癌作用。

NO在空气中能氧化为NO2，NO2有强烈的刺激性气味，对肺部有刺激性作用和毒性。

NOx在强烈的阳光照射下，会发生光化学反应，形成光化学烟雾，对动植物具有很大的毒性。

有机铅化合物对人体组织细胞有强烈的毒性，而且影响时间很长。

炭烟颗粒直观上污浊空气，影响视野，在颗粒表面和空隙内还附着有多环芳香烃等具有致癌作用的物质。

1 废气中有害成分的成因在柴油机的排气中，常会有白色、蓝色或黑色等不同颜色的烟，其中含有炭粒和油雾。

据试验分析，白烟是由柴油和润滑油颗粒（1 μm以上）形成，蓝烟是由更细的液体微粒（0.4 μm以上）形成。

由于这些柴油和润滑油的微粒未经燃烧，或只经过热裂解和部分燃烧，往往含有醛类、过氧化物及多环芳香烃等成分，带有难闻臭味，刺激眼睛，甚至有致癌作用。

这两种烟往往是在启动、低温条件下由于雾化不良、燃烧室壁过冷、燃烧室气流过强或混合气过稀使燃烧缓慢滞后所致。

黑烟是由废气中含有石墨结晶（炭黑）所致，粒度在0.5 μm以下。

黑烟的生成一般经历炭核生成、各种成分在炭核表面凝聚逐渐使微粒尺寸加大、微粒再聚合成串等几个阶段。

柴油发动机排气净化的措施及效果探讨【摘要】柴油机自身拥有非常显著的可靠性与动力性，并且被广泛运用在各种机械装置当中。

本课题从柴油发动机排气净化前处理、机内净化处理以及净化后处理三大方面对柴油发动机排气净化的措施及其效果进行了探究。

【关键词】柴油机；发动机；排气净化0.引言在各种机械装置中，柴油机得到了广泛的运用。

因此，对柴油发动机排气净化措施及其效果进行探究便显得尤为重要。

就目前而言，柴油发动机排气净化的有效策略主要表现在三大方面：其一是利用柴油发动机排气净化前处理技术；其二是利用机内净化处理；其三是利用净化后处理技术[1]。

并且充分利用这三方面的处理技术均能够让柴油发动机的排气净化取到优良的效果。

下面笔者便从这三大方面对柴油发动机排气净化的措施及效果进行探讨。

1.柴油发动机排气净化前处理技术柴油发动机排气净化前处理技术主要分为两大类，其一是改进燃料，其二是运用增压以及中冷技术。

1.1改进燃料在改进燃料方面，可以用钡盐消烟作为添加剂以及将进气管喷水运用在直接喷射式柴油机上。

其中，钡盐消烟添加剂的消烟效果是否良好主要看燃料里的钡的体积分数的高低。

根据研究得出，在钡的添加量处于1克每升燃油的情况下，碳烟浓度的降低效率可以达到50%到70%。

并且，不同种发动机所采用钡盐消烟添加剂的效果也有所不同。

另外，还可以在直接喷射式柴油机上使用进气管喷水，使用后其效果尤为显著。

有效数据显示，使用进气管喷水，在喷水量与燃油量均等的情况下，功率损失显得非常小，仅有3%。

当然，使用进气管喷水也存在一定的缺陷，主要表现为在喷水的时候，会增加气缸的腐蚀，并且喷水量需要根据功率的高低进行调节。

1.2增压与中冷技术使用增压与中冷技术的目的就是为了提升柴油机的功率、让燃油得到充分有效的利用以及让有害排放气体能够有所降低。

柴油机使用的增压设备是进气涡轮，使用之后不但能够提升进气的压力，还可以有效制约一氧化碳的产生[2]。

另外，在增压过程中充分融合中冷技术也显得尤为重要。

柴油机尾气排放净化技术最终稿柴油机尾气排放净化技术最终稿随着人们对环境保护和空气质量的重视，柴油机尾气排放成为了一个备受关注的问题。

柴油机尾气中含有大量的氧化物、热力学不稳定物质等有害物质，对空气和人类健康造成严重影响。

因此，尾气排放净化技术的研究与开发成为了当前汽车工业发展的热门领域。

近年来，柴油机尾气排放净化技术得到了长足发展。

以下是一些主要的净化技术。

1. 柴油机氧化催化净化技术柴油机氧化催化净化技术是把氧化催化器放置在柴油机排气系统中，将柴油机尾气中的一氧化碳、氢气和有机化合物转化为CO2和水蒸气。

氧化催化器是清洁柴油车辆的常见设备，但其无法净化氮氧化物。

2. 选择性催化还原（SCR）技术选择性催化还原技术主要是针对氮氧化物的净化。

SCR系统使用尿素水解产生的尿素、氨气和氧来作为还原剂，在柴油机排放的废气中加入尿素水解产生的氨气，通过催化剂的氧化作用将氮氧化物转化为无害的氮和水蒸气。

SCR技术可以高效地净化氧化物，但需要额外添加尿素等物质。

3. 柴油颗粒过滤器（DPF）技术柴油颗粒过滤器技术是一种可以对柴油机排放的颗粒物进行过滤的技术。

DPF的主要作用是使废气中的黑烟、颗粒物等污染物通过降压和空气动力学效应沉积在滤芯中，通过定期清洗滤芯将污染物排放。

4. 可燃性有机化合物和氮氧化物的吸收和分解技术这种技术用吸附材料在柴油机废气中捕获有害化合物，包括可燃性有机化合物和氮氧化物。

处理流程包括物理吸收和化学反应吸收等方法。

吸附剂可以定期替换和回收，通过不断更新吸附剂来使废气排放更合格。

总的来说，柴油机尾气排放净化技术的研究和发展，对减少柴油机造成的环境和健康影响具有关键意义。

技术聚焦于降低柴油车车辆的二氧化碳、氮氧化物、颗粒物和其他二次污染对环境的威胁，并且不断寻求更加环保且具有成本效益的方法。

在未来，人们应当继续进行、推行和改进这些柴油机尾气原理，以减少对人体、动植物以及环境地球造成的不良影响，使我们的未来地球得以更加健康而美好的生存。