一、柴油機(jī)尾氣污染
柴油機(jī)尾氣特征和危害:
汽車尾氣:HC、CO、NOx和顆粒物(PM)等污染物,經(jīng)大氣的光化學(xué)反應(yīng)后,還將產(chǎn)生地表臭氧(O3)和過氧化物;
PM、地表臭氧(O3)和過氧化物為致癌物質(zhì)
CO、NOx和HC為致病物質(zhì),嚴(yán)重危害人類的健康和生態(tài)環(huán)境。
第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)公布的2007年機(jī)動(dòng)車尾氣排放情況
總顆粒物(PM): 59萬噸
氮氧化物(NOx):550萬噸
碳?xì)浠衔?/span>(HC):479萬噸
一氧化碳(CO): 3947萬噸
二、柴油機(jī)排放法規(guī)
三、降低柴油機(jī)有害排放物的策略
降低有害排放物的策略
機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)
(1)燃燒室的優(yōu)化和改進(jìn)
(2)電子控制燃油噴射技術(shù)
(3)進(jìn)氣增壓中冷技術(shù)
(4)多氣門技術(shù)
機(jī)外控制技術(shù)
顆粒物的過濾凈化技術(shù)
(1)氧化催化技術(shù)
(2)連續(xù)再生捕集技術(shù)
(3)顆粒物的捕集技術(shù)
氮氧化物的凈化技術(shù)
(1)等離子體輔助催化還原NOx技術(shù)
(2)稀混合氣NOx捕集技術(shù)
(3)選擇性催化還原技術(shù)
四、SCR技術(shù)工作原理、組成及應(yīng)用
1、SCR技術(shù)的反應(yīng)原理:
高溫廢氣從增壓器渦輪流出后進(jìn)入排氣管中,同時(shí)由安裝在排氣管上的尿素噴射單元將適量的尿素水溶液以霧狀形態(tài)噴入排氣管中,尿素液滴在高溫廢氣作用下發(fā)生水解和熱解反應(yīng),生成所需要的還原劑氨氣(NH3),氨氣在催化劑的作用下將氮氧化物(NOx)有選擇性地還原為氮?dú)猓?/span>N2)。有時(shí)為了防止過多的氨氣逃逸造成二次污染,還需要在 SCR 催化劑后方布置促進(jìn)氨氣氧化成氮?dú)獾拇呋瘎>唧w反應(yīng)如下:
尿素水解為氨氣:(尿素噴射系統(tǒng))
(NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (要求溫度200℃以上)
SCR后處理反應(yīng):(SCR催化轉(zhuǎn)化器)
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O
消除多余NH3的反應(yīng):
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O
2、SCR系統(tǒng)組成
DeNOx2.2系統(tǒng)的控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)的控制單元(ECU)集成在一起,主要是用來執(zhí)行SCR控制策略,并根據(jù)環(huán)境溫度、排氣溫度、尿素液位、尿素溫度、尿素壓力、NOx濃度等傳感器信號(hào)控制尿素劑量單元,根據(jù)需求定時(shí)定量地將尿素溶液噴射到排氣氣流中;
2.1 SCR系統(tǒng)部件組成-ECU
SCR尿素噴射控制單元與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU集成
2.2 SCR系統(tǒng)部件組成-尿素泵
相當(dāng)于燃油系統(tǒng)的高壓油泵,由電瓶驅(qū)動(dòng),將從尿素箱抽過來的尿素進(jìn)行加壓,產(chǎn)生9bar的壓力,存儲(chǔ)在尿素泵內(nèi)。等待尿素噴嘴打開時(shí)噴入排氣管中。工作停止后,倒吸時(shí)間<90S
2.2 SCR系統(tǒng)部件組成-尿素泵
2.2 玉柴等采用的SCR系統(tǒng)DeNOx2.0系統(tǒng)-尿素泵
尿素泵上安裝有DCU,通過CAN線與ECU通訊,控制尿素的噴射時(shí)間和噴射量
噴射頻率4Hz
具有自動(dòng)倒吸功能
系統(tǒng)壓力為5bar(相對(duì))
該系統(tǒng)采用尿素為噴嘴冷卻,因此必須保證尿素充足,否則噴嘴極容易燒壞。
2.3 SCR系統(tǒng)部件組成-噴嘴
尿素噴射單元(尿素噴嘴)重量約為0.24kg,由尿素管接頭、冷卻水管接頭、隔熱板、噴射閥電子接頭和冷卻器體等幾部分組成。
噴嘴底座的M6螺栓擰緊力矩為8Nm(±2Nm)。
2.4 SCR系統(tǒng)部件組成-尿素箱
在尿素箱(重量約5.8kg)頂部安裝有傳感器總成、通氣裝置等,底部安裝有殘液釋放螺塞孔。傳感器總成中傳感器包括液位傳感器和溫度傳感器,可感應(yīng)液面高度和溫度;集成在傳感器總成上的熱交換器可利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的熱量為寒冷天氣下結(jié)冰的尿素進(jìn)行解凍。尿素箱內(nèi)尿素液力管入口應(yīng)裝有尿素初濾器,以防止大于70μm的雜質(zhì)進(jìn)入噴射系統(tǒng)。箱體頂部應(yīng)布置有通氣閥以平衡尿素箱內(nèi)、外壓力。尿素箱底部應(yīng)設(shè)有殘液釋放螺塞孔。
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