原新濤

（廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，廣西 玉林 537000）

汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展使汽車尾氣問(wèn)題愈加嚴(yán)重，尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放物，如氮氧化物給人們的生命健康造成的威脅不斷加大，同時(shí)，尾氣排放還會(huì)造成大氣污染，給人們的生產(chǎn)生活都帶來(lái)了不良的影響。因此，針對(duì)以上存在的這些問(wèn)題，本文對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理技術(shù)開(kāi)展了深入分析，其能夠有效控制尾氣排放量。這一排放控制技術(shù)將會(huì)對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的處理等發(fā)揮重要意義。

1 尾氣后處理技術(shù)的相關(guān)概述

汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的不同主要與汽車生產(chǎn)注冊(cè)的時(shí)間或者年限等有直接關(guān)系?，F(xiàn)階段，我國(guó)汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)在與歐洲等國(guó)家進(jìn)行對(duì)比時(shí)，其內(nèi)容較為相似。而對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放而言，要想達(dá)到國(guó)家尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，需要重視對(duì)氮氧化合物和顆粒的排放控制。我國(guó)現(xiàn)階段的排放標(biāo)準(zhǔn)與歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)較為類似，并且歐Ⅳ～歐Ⅵ的排放標(biāo)準(zhǔn)要求呈現(xiàn)了遞增的現(xiàn)象，每個(gè)排放指標(biāo)等級(jí)要求也是越來(lái)越嚴(yán)格，這就可以看出現(xiàn)在很多國(guó)家都對(duì)處理汽車尾氣上引起了格外的重視，加大投資和物力支持以研發(fā)出汽車尾氣處理技術(shù)，在這種背景之下，尾氣處理后技術(shù)應(yīng)用而生，并廣泛投入日常的生產(chǎn)中。

尾氣處理后技術(shù)主要運(yùn)用噴射系統(tǒng)保持該技術(shù)的運(yùn)行，這種方法就是將尿素加熱還原，通過(guò)利用這種方法對(duì)排放物質(zhì)展開(kāi)有效處理。換言之，尾氣中的氮氧化合物與尿素分解成的氨氣發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，即尾氣物質(zhì)中的氮氧化物直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?，在該技術(shù)的應(yīng)用下能夠使尾氣排放達(dá)標(biāo)。

尾氣處理后技術(shù)主要采用的裝置為尿素水溶液的儲(chǔ)罐、傳感器、噴射裝置、催化器等。

該技術(shù)的工作原理主要為：當(dāng)尾氣排放后，這些尾氣就會(huì)進(jìn)入混合管中，通過(guò)借助尿素劑量的噴射裝置等將這些尿素水溶液噴入混合管中，尿素水溶液經(jīng)過(guò)高溫和加熱進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為氨氣，并借助催化劑，將尾氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退?，?duì)于剩余的氨氣轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓沟眯孤肚闆r減少。

2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)后處理技術(shù)類型

2.1 DOC

DOC作為一種通流式催化轉(zhuǎn)化器，主要是以陶瓷蜂窩為基礎(chǔ)負(fù)載催化劑，這種催化劑的活性主要是以貴金屬（pt）或者Pb為主。DOC安裝在柴油車后處理系統(tǒng)中前端位置，通過(guò)催化氧化的功能對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的尾氣有效去除，這些尾氣中的還原性氣態(tài)污染物主要包括CO和HC等物質(zhì)，同時(shí)，還包括PM中的SOF（可溶性有機(jī)物）。另外，DOC的功能還具有促進(jìn)作用，即能夠?yàn)橹蟮腄PF再生等提供幫助；為SCR反應(yīng)提供支撐；發(fā)揮NO的氧化能力；抵抗硫中毒（當(dāng)貴金屬處于高溫狀態(tài)后，極易發(fā)生燒結(jié)的現(xiàn)象，造成其性能不斷降低、活性位點(diǎn)損失等，造成燃油中的含硫量較高，進(jìn)而會(huì)發(fā)生硫中毒。DOC本身具有催化氧化作用，尾氣中硫酸鹽成分也隨之增加，PM排放不斷升高）。

2.2 DPF

DPF能夠有效降低柴油車PM排放量。目前，市場(chǎng)中所使用的DPF過(guò)濾體材料應(yīng)該以堇青石、碳化硅等材料為主，由于這兩種材料特征不同，所應(yīng)用的環(huán)境也各不相同，為了能夠使背壓和捕集效率達(dá)到相互的平衡，對(duì)DPF載體的設(shè)計(jì)研究和開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。DPF使用的工具主要是壁流式陶瓷蜂窩捕集器，利用相鄰捕集器前后交替封堵的作用，能夠使尾氣在壁面經(jīng)過(guò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PM的截留捕集。

DPF的再生方式為兩種，這兩種方式主要包括主動(dòng)再生和被動(dòng)再生。其中，前者在應(yīng)用噴油助燃的方式后能夠?qū)δ芰窟M(jìn)行有效的傳輸，DPF的溫度也能夠達(dá)到PM氧化燃燒相互適宜的溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)再生。而被動(dòng)再生的方式在借助催化劑有效降低PM燃燒的溫度，進(jìn)而將NO氧化成為NO2，在通過(guò)捕集的PM有效提升燃燒的效率，借助催化劑涂層能夠?qū)崿F(xiàn)被動(dòng)再生，這種又被稱為CDP。為了能夠使得DPF實(shí)現(xiàn)可靠再生，通過(guò)將主動(dòng)再生與被動(dòng)再生相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了柴油車在所有工況下的DPF再生。

2.3 SCR

SCR早在1970年就被應(yīng)用于固定源煙氣脫硝，隨著我國(guó)對(duì)于尾氣排放要求的提升，我國(guó)逐步將SCR技術(shù)引入了柴油車尾氣NOX，實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣排放的有效控制。而一般情況柴油車都會(huì)配備專門的氨水或者液氨儲(chǔ)罐，這些物質(zhì)的危害性較大，并且還具有較大的腐蝕性，因此，在應(yīng)用時(shí)需要選擇適合的儲(chǔ)存劑，例如，經(jīng)常使用的尿素溶液作為儲(chǔ)存劑。而催化劑作為SCR的核心，不同種類的催化劑，如，v2o5-wo3/Tio2等催化劑被應(yīng)用于固定源煙氣脫硝領(lǐng)域中，成為首先在柴油車中使用的催化劑。這就可以看出柴油尾氣排放后處理技術(shù)中應(yīng)該重視催化劑的使用，特別是釩基氧化物催化劑具有很多的劣勢(shì)，如，毒性較大、高溫穩(wěn)定性較差、操作溫度窗口較窄等。這種催化劑逐步的被Fe基氧化物或者Ce基氧化物所替代。在近幾年中，CHA結(jié)構(gòu)中的CU-SSZ-13和CUSAPO-34具有優(yōu)異的 NH3-SCR催化活性和較高的水熱穩(wěn)定性，其已經(jīng)成為柴油車尾氣NOX催化凈化的首要選擇。為了能夠提升NO的轉(zhuǎn)化效率，其當(dāng)尿素發(fā)生噴射的現(xiàn)象時(shí)，NH3也逐步地發(fā)生泄露，在這種情況下，使用AOC氧化催化劑能夠有效降低NH3的泄露。

3 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理技術(shù)的污染治理和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理技術(shù)的污染治理

相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，柴油車尾氣后處理技術(shù)的研究要早于我國(guó)，特別是對(duì)于一些相對(duì)老舊的柴油汽車而言，一些發(fā)達(dá)國(guó)家憑借著自身的先進(jìn)技術(shù)等對(duì)老舊柴油車的后處理改造工作進(jìn)行了研究和探討。

伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，北京、上海等一些大城市對(duì)老舊車后處理技術(shù)進(jìn)行了改造和升級(jí)，例如，對(duì)我國(guó)國(guó)Ⅲ柴油車污染物中的PM進(jìn)行了改造，利用DPF技術(shù)路線對(duì)其進(jìn)行改造；利用柴油車的雙降技術(shù)進(jìn)行改造和升級(jí)；利用在線智能監(jiān)管技術(shù)對(duì)中柴油車尾氣排放進(jìn)行全方位治理。例如，借助在線監(jiān)管的技術(shù)對(duì)柴油車排放進(jìn)行有效的監(jiān)管，能夠?qū)π冻筇幚硐到y(tǒng)的行為或者隨意篡改的行為等進(jìn)行改善，為減排工作提供了重要的技術(shù)支撐。主要是我國(guó)國(guó)Ⅳ和國(guó)V重型柴油車雖然按照了后處理技術(shù)，但是，這種技術(shù)可能會(huì)發(fā)生失靈或者人為破壞的現(xiàn)象，導(dǎo)致有些車輛發(fā)生了排放量過(guò)高的現(xiàn)象，尤其是在SCR系統(tǒng)出現(xiàn)失靈的情況后，國(guó)V重型柴油車的排放量高達(dá)平常排放量的6～7倍之多，開(kāi)展對(duì)柴油車污染問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的管控至關(guān)重要。而采用以上在線監(jiān)管的方式能夠有效解決這些問(wèn)題，使得重型柴油車的排放量得到有效控制。由此可見(jiàn)，這些技術(shù)的應(yīng)用取得了較高的效果，并值得將這些技術(shù)和處理的方式進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用和推廣。

3.2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

尾氣處理后技術(shù)為解決柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放問(wèn)題，加強(qiáng)尾氣控制提供了更廣闊的發(fā)展空間。根據(jù)對(duì)尾氣處理后技術(shù)的原理和優(yōu)勢(shì)分析，得出尾氣處理后技術(shù)的處理效果能夠滿足國(guó)家對(duì)尾氣排放提出的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)要求，在未來(lái)發(fā)展中，將占據(jù)主要的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景。但是，尾氣處理后技術(shù)在應(yīng)用時(shí)還存在著諸多問(wèn)題沒(méi)有解決，如催化劑活性問(wèn)題或者催化劑選擇性問(wèn)題，轉(zhuǎn)化時(shí)可能出現(xiàn)的二氧化碳物質(zhì)或者其他具有危害性的物質(zhì)等。

尾氣處理后，技術(shù)處理的方向或者面臨較大挑戰(zhàn)也將逐步延伸到催化劑的選擇和使用上，以保障選擇的催化劑能夠與柴油機(jī)尾氣相關(guān)特性等相適應(yīng)。并且，該技術(shù)中存在的故障問(wèn)題，相關(guān)人員需要對(duì)使用的硬件予以重視，特別是硬件系統(tǒng)中存在的穩(wěn)定性問(wèn)題等需要引起技術(shù)人員重視，在加強(qiáng)硬件檢測(cè)和維修后，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理技術(shù)具有更明朗的發(fā)展空間。

4 結(jié)語(yǔ)

尾氣處理后技術(shù)在應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)故障，這些故障的發(fā)生也會(huì)在一定程度上降低尾氣處理后技術(shù)應(yīng)用效果，導(dǎo)致尾氣處理裝置在運(yùn)行時(shí)難以發(fā)揮較大功效。以上主要對(duì)尾氣處理技術(shù)的工作原理等進(jìn)行分析后，對(duì)應(yīng)用時(shí)可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了解決對(duì)策，為之后柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理后技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展等奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。