廖彥彥

摘 要：目前，大氣污染問題日益嚴(yán)峻，為了改善空氣質(zhì)量，國(guó)家有關(guān)部門出臺(tái)了更為嚴(yán)格的柴油機(jī)排放的相關(guān)法律與法規(guī)，在這一時(shí)代大背景下，必須推廣后處理技術(shù)，這樣一來(lái)，才能更好地滿足歐IV及以上排放法規(guī)的相關(guān)要求。從2010年開始，我國(guó)就計(jì)劃在3年的時(shí)間之內(nèi)落實(shí)柴油車國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)EGR技術(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。EGR技術(shù)因?yàn)槠渥陨淼南拗?，很難滿足柴油車的更加嚴(yán)格的排放要求，而SCR則能夠更好地滿足國(guó)Ⅳ和國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)，所以，SCR技術(shù)引領(lǐng)了市場(chǎng)發(fā)展的主流。SCR技術(shù)是現(xiàn)在比較流行和廣泛的機(jī)外柴油機(jī)排放控制技術(shù)。全稱叫選擇性催化還原技術(shù)，其轉(zhuǎn)化器具有很強(qiáng)的選擇性，主要是針對(duì)NOx的排放控制，其還原系統(tǒng)的還原劑可用各種氨類物質(zhì)或者各種HC。

關(guān)鍵詞：SCR；尾氣后處理技術(shù)；柴油機(jī)；NOx

中圖分類號(hào)：TK421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.EGR與SCR之爭(zhēng)

歐Ⅳ～歐Ⅵ排放法規(guī)的要求是比較嚴(yán)格的，為了能夠更好地滿足環(huán)保要求，歐美國(guó)家的大多數(shù)中重型商用車和柴油機(jī)企業(yè)都在尾氣后處理方面下足了功夫，一般而言，這些企業(yè)主要都是通過使用兩條排放控制技術(shù)路線來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)保目的。其中一條路線是“優(yōu)化燃燒+SCR”的技術(shù)路線，簡(jiǎn)稱為SCR路線。這一路線工作的基本原理是對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化處理，使空氣污染排放物的濃度降低到紅線要求以下，最后再利用專門的車載后處理系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出尾氣中含量較高的氦氧化物進(jìn)行一系列的專業(yè)技術(shù)處理，以滿足法規(guī)的相關(guān)要求。就目前而言，這一技術(shù)路線在歐洲國(guó)家的使用率很高，基本上所有的長(zhǎng)途載貨車用的都是這種方案。

第二條路線是“EGR+DOC/DPF/POC（廢氣再循環(huán)+柴油氧化催化器/柴油顆粒過濾器/顆粒氧化催化器）”技術(shù)路線。在這一路線中，“EGR+DPF”的應(yīng)用是最為廣泛的，簡(jiǎn)稱為EGR路線。EGR（廢氣再循環(huán)）技術(shù)指的是將柴油機(jī)排氣中的少部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，與混合氣融合后進(jìn)入到氣缸之中參與燃燒的過程。目前，這種技術(shù)路線的主要應(yīng)用市場(chǎng)是在北美地區(qū)。

2.SCR系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 SCR系統(tǒng)反應(yīng)原理

SCR中的“S”指的是“Selective”，中文含義是選擇性，“C”代表的是“Catalytic”，中文含義為催化，“R”代表的是“Reduction”，中文含義為還原。從本質(zhì)上來(lái)說，SCR系統(tǒng)是一種機(jī)外凈化系統(tǒng)。作為行之有效的一種排氣后處理措施，NOx選擇性催化還原技術(shù)最開始是應(yīng)用于鍋爐、焚燒爐以及發(fā)電廠等固定式的污染源上，以此來(lái)減少NOx的排放。其工作的基本原理是用氨氣來(lái)充當(dāng)還原劑，在催化劑的作用下將柴油機(jī)排氣中有害的NOx轉(zhuǎn)化成無(wú)害的氮?dú)猓∟2）以及水蒸氣。雖然氨氣本身是一種無(wú)毒的氣體，但是氨氣的氣味讓人難以接受，這就導(dǎo)致了不能夠直接在汽車上使用氨氣，所以，就通過使用向排氣管中噴射尿素水溶液的方法來(lái)提供完成反應(yīng)所需要的氨氣。戴-克Actros以及沃爾沃FH12重卡達(dá)到歐IV、歐V排放所用BlueTec技術(shù)的基礎(chǔ)就是SCR系統(tǒng)。SCR技術(shù)有一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)就是它對(duì)燃油中的硫不敏感。

2.2 SCR系統(tǒng)工作原理

SCR系統(tǒng)的組成部件主要如圖1所示。

3.造成scr系統(tǒng)故障的原因

3.1 故障分類

尿素壓力建立失敗、尿素消耗少、OBD扭矩限制與不可清除代碼、OBD燈、尿素加熱不放行、NOx轉(zhuǎn)化效率低、NOx轉(zhuǎn)化效率監(jiān)測(cè)不放行、NOx值測(cè)量不正確、聞到一股氨氣味、尿素結(jié)晶。

3.2 常見故障排除方法（表1）

4.柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）在今后幾年的時(shí)間里，柴油車排氣后處理的重點(diǎn)方向之一就是要開發(fā)出高效的選擇性催化還原的氮氧化物催化劑。要掌握的技術(shù)關(guān)鍵是催化劑適應(yīng)柴油機(jī)尾氣稀燃以及溫度范圍大的特點(diǎn)，攻克了這一技術(shù)難點(diǎn)，問題就能夠迎刃而解。

（2）柴油的車使用四效催化轉(zhuǎn)化器是大勢(shì)所趨，將多部分構(gòu)件整合成為一體，這將會(huì)極大地促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。

（3）排氣后處理裝置的集成化將是后處理裝置研究的一大熱點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]邱英杰，石錦蕓.高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的SCR處理系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2009（11）：52-54.