車用柴油機(jī)尾氣污染及其控制技術(shù)

鐘勇+黃群+毋豪杰

摘 要：【目的】通過分析研究車用柴油機(jī)尾氣控制技術(shù)，為解決因大量柴油車尾氣排放而造成的空氣環(huán)境污染問題提供相應(yīng)解決辦法。【方法】通過使用觀察法和文獻(xiàn)分析法對車用柴油機(jī)尾氣控制技術(shù)及其使用進(jìn)行研究?！窘Y(jié)果】通過使用車用采油機(jī)尾氣控制技術(shù)確實(shí)能夠有效保障汽車滿足我國當(dāng)前的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而有效起到保護(hù)空氣環(huán)境的目的?！窘Y(jié)論】使用稀有金屬等氧化還原劑能夠凈化車用柴油機(jī)尾氣中的氮氧化合物等物質(zhì)，同時(shí)利用再循環(huán)裝置可以降低50%左右的許煙波值并有效減少顆粒物等有毒有害物質(zhì)的排放。

關(guān)鍵詞：車用柴油機(jī)；尾氣；控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.036

1 引言

柴油機(jī)的動力性能較為良好，同時(shí)其較好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性也使得其在公共汽車、大型客車、載重車等車輛當(dāng)中得到廣泛使用，為減少汽車尾氣對人體健康以及空氣質(zhì)量的不良影響，人們也開始隨之相應(yīng)加強(qiáng)了車用柴油機(jī)尾氣控制技術(shù)并一再提高了汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，在此背景下本文將重點(diǎn)圍繞車用柴油機(jī)尾氣控制技術(shù)進(jìn)行簡要分析研究。

2 當(dāng)前我國車用柴油機(jī)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)

隨著去年我國對車用采油機(jī)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步統(tǒng)一明確，我國目前統(tǒng)一采用的是歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)，即氮氧化合物的排放限值不得超過0.40g/kW·h，顆粒的排放限值不得超過0.01g/km，同時(shí)新增檢測微粒即PM項(xiàng)目，要求柴油車的微粒排放限值不得超過5×1011g/km，并且要求所有使用柴油機(jī)的車輛必須膠裝微粒捕集器等等處理裝置和報(bào)警裝置，確保每輛柴油車的尾氣排放均能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 車用柴油機(jī)尾氣控制技術(shù)及其運(yùn)用

3.1 廢氣再循環(huán)

所謂的廢棄再循環(huán)技術(shù)即EGR技術(shù)，也是當(dāng)前在控制車用柴油機(jī)尾氣當(dāng)中經(jīng)常使用的技術(shù)之一，通過在車用柴油機(jī)當(dāng)中使用廢棄再循環(huán)技術(shù)能夠有效將尾氣當(dāng)中的氮氧化合物進(jìn)行凈化和再循環(huán)處理，從而使得排煙溫升等問題能夠得到有效解決。具體來說，廢棄再循環(huán)技術(shù)指的就是通過利用循環(huán)技術(shù)使得原本從柴油機(jī)當(dāng)中排出的廢棄，能夠有一部分可以與進(jìn)氣進(jìn)行重新混合，并再次進(jìn)入到氣缸當(dāng)中，而原本車用柴油機(jī)排出的尾氣當(dāng)中便含有大量的二氧化碳，其在與進(jìn)氣重新混合并進(jìn)入到氣缸之中之后，能夠有效完成控制燃燒溫度的目的。

3.2 排氣后處理技術(shù)

3.2.1 使用氧化催化劑

在排氣后對柴油機(jī)尾氣進(jìn)行處理同樣也是控制尾氣排放量以及有毒有害物質(zhì)排放的關(guān)鍵舉措之一，通過使用氧化催化劑即利用各種稀有金屬例如鈀金、鉑金等本身帶有的催化作用，使得含在車用柴油機(jī)尾氣中的氧能夠氧化顆粒物當(dāng)中未被充分燃燒的碳?xì)浠衔?，將其氧化成為二氧化碳和水蒸氣等基本無害的物質(zhì)。

3.2.2 連續(xù)再生式過濾器

通過將氧化催化劑配置在連續(xù)再生式過濾器的上游位置處，在保障氧氣含量充足的情況下，當(dāng)排煙溫度上升至450℃～500℃時(shí)尾氣中的顆粒物將開始燃燒，而如果排煙溫度沒有達(dá)到450℃時(shí)，之前配置了氧化催化劑的連續(xù)再生式過濾器將會把顆粒物轉(zhuǎn)化成氮氧化合物，使其可以在低溫狀態(tài)下也可以進(jìn)行燃燒，再經(jīng)過連續(xù)氧化之后將殘余的顆粒物一并去除干凈。但值得注意的是，使用連續(xù)再生式過濾器與使用氧化還原劑同樣需要使用含硫量較低的柴油，避免因硫酸鹽的生成而導(dǎo)致顆粒物排放量的增加。

3.2.3 使用還原催化劑

通過使用氮氧化合物存儲還原劑，氧化還原車用柴油機(jī)尾氣當(dāng)中的氮氧化合物，通過生成硝酸鹽進(jìn)行吸儲，使得在燃燒濃度較高的混合氣時(shí)硝酸鹽可以同碳?xì)浠衔?、一氧化碳等進(jìn)行還原反應(yīng)，完成凈化車用柴油機(jī)尾氣的目的，但其同樣需要使用含硫量較低的柴油。另外，還可以通過使用尿素水充當(dāng)還原劑的方式，在保證有氧氣存在的情況下，尾氣中的氮氧化合物能夠與尿素水中的氨氣進(jìn)行還原反應(yīng)，進(jìn)而生成水和氮?dú)猓瑯油瓿蓛艋囉貌裼蜋C(jī)尾氣的目的。而為了精確控制尿素水溶液的流量，還可以通過加裝噴射裝置和轉(zhuǎn)化器的方式，使得在和空氣相互混合之后的尿素水溶液能夠通過噴嘴，全部噴入到排氣管當(dāng)中，受催化劑的作用形成氨氣，經(jīng)由轉(zhuǎn)化器進(jìn)行轉(zhuǎn)化之后生成水和氮?dú)狻?/p>

3.2.4 降低顆粒系統(tǒng)

當(dāng)前在許多車用柴油機(jī)當(dāng)中都安裝了DPF系統(tǒng)，通過交替使用由多孔的陶瓷材料制作而成的相鄰單元孔進(jìn)口與出口，從而堵死堵頭使得進(jìn)氣只能從單元孔墻壁進(jìn)入到相鄰單元孔直至流出，由其中的微孔捕捉柴油機(jī)尾氣中的顆粒與微粒，進(jìn)而有效降低顆粒物。在使用這一系統(tǒng)時(shí)必須使用含硫量比較低的柴油，并通過安裝燃料添加泵，為排氣提供必要的燃油，否則經(jīng)由處理裝置控制處理后的柴油機(jī)將無法保障其具有原來的高經(jīng)濟(jì)性和動力性。

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