基于選擇性催化還原系統(tǒng)的商用歐6 重型柴油機(jī)排放研究

選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于重型柴油機(jī)，用來滿足NOx嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。而選擇性SCR系統(tǒng)大大改善了重型柴油機(jī)NOx的排放。國內(nèi)外為了增強(qiáng)催化性能來優(yōu)化柴油機(jī)內(nèi)的SCR系統(tǒng)，也進(jìn)行了大量的研究。本研究的目的是調(diào)查采用SCR系統(tǒng)前/后NOx排放物中的氮組分（NO、NO2、N2O、NH3）類型。研究采用一臺配備交流測功機(jī)的歐6商用重型柴油機(jī)作為試驗裝置，試驗條件為穩(wěn)態(tài)試驗循環(huán)（WHSC）和瞬態(tài)試驗循環(huán)（WHTC），在適當(dāng)?shù)牡缆窏l件下進(jìn)行試驗操作，并且使用新的量子級聯(lián)激光（QCL）分析儀實(shí)時測量氮排放物種類及含量。柴油機(jī)NOx的排放既受到發(fā)動機(jī)負(fù)荷條件的影響，又決定了SCR系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。在兩種試驗循環(huán)條件下，SCR系統(tǒng)NOx的總轉(zhuǎn)換率均達(dá)96%。在SCR系統(tǒng)中，使用各種濃度的尿素作為還原劑。在基于不同濃度尿素的基礎(chǔ)上觀察NOx轉(zhuǎn)化效率及其氮組分在相同柴油機(jī)條件下的變化情況。試驗研究表明了SCR系統(tǒng)對廢氣排放中氮成分含量的影響。采用QCL分析儀可以高精度地測量各種氮組分的含量（NO、NO2、N2O、NH3）。

研究結(jié)果表明：①對于歐6重型柴油機(jī)，選擇性SCR系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)試驗循環(huán)和瞬態(tài)試驗循環(huán)情況下，NOx的轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到96%。在催化反應(yīng)過程中，形成的N2O含量占NOx排放量的50%以上；②盡管N2O的絕對含量很少，但N2O可以在城市空氣中引起溫室效應(yīng)和煙霧。而且，重型柴油機(jī)主要是在長途運(yùn)輸公路條件下運(yùn)行，在穩(wěn)態(tài)條件的N2O氣體形成與瞬時驅(qū)動相比有所增加，因此要重視N2O的轉(zhuǎn)換；③N2O生產(chǎn)與尿素劑濃度的增加成正比，氨的部分氧化是形成N2O的主要來源。

刊名：Energy Fuels（英）

刊期：2016年第8期

作者：Joonho Jeon et al

編譯：陳少帥