柴油机超低排放后处理系统及催化剂的研发探讨
2021-12-25陶汉国徐富强汪利峰王计广
中国环保产业 2021年11期
陶汉国,徐富强,汪利峰,王计广
(1.中国汽车技术研究中心有限公司,北京 300300;2.惠州市瑞合环保科技有限公司,广东 惠州 516025)
柴油机在道路和非道路应用上都是我国重要的动力源。但是柴油机的高排放也成为近年来大气污染治理中的热点话题,尤其是高浓度氮氧化物(NOx)和高浓度颗粒物的排放[1,2]。随着国六排放标准的实施,柴油机排放的NOx和颗粒物(PM/PN)将得到很大程度的控制。尽管如此,柴油机的超标排放问题仍然较严重,NOx的排放限值会进一步加严。现有的国六系统在技术上面临着很大挑战。本文就未来后处理系统的演变和催化剂的开发进行讨论。
1 后处理系统的变化
在国六排放标准实施之前,发动机的排放控制主要集中在NOx上,因此主要采用了非废气再循环路线(非EGR)以降低尾气排放中的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和PM,然后利用选择性催化还原(SCR)技术来处理NOx,也有学者提出过利用废气再循环(EGR)路线达到排放和油耗的平衡[3]。在国四和国五排放标准中,由于柴油中硫的含量居高不下,并且对NOx限值要求不是很严苛,因此SCR 催化剂基本采用了耐硫性高的V-W-TiO2催化剂。在国六排放标准实施后,为了满足颗粒物排放的要求,颗粒物捕集器(DPF)的使用成为必然选择,同时由于NOx限值的进一步降低,需要采用高效的铜基分子筛SCR(Cu-SCR)催化技术,因此能满足国六排放标准的后处理技术路线为氧化型催化转化器(DOC)+DPF+Cu-SCR+氨逃逸催化器(ASC)。
美国和欧洲的机动车污染物排放标准倾向于继续降低NOx的排放限值。……
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