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技术咖解读:卡车的国六后处理系统如何处理污染物?

编辑:班兮语 原创 作者:客舟听雨 2019-11-30

国六最近比较火,今天我们来聊聊这个热门话题!

一,国六阶段要解决的问题是什么?

国六阶段主要是解决发动机燃烧产生的以下几种尾气污染物:碳氢化合物(HC),一氧化碳(CO),氮氧化物(NOx)。这是机动车尾气常规污染物(气体)。另外还有柴油机特有的碳颗粒(PM)排放量问题(固体)。

当然,其它燃料发动机也或多或少存在一些碳颗粒排放问题。因为燃料特性问题,其它燃料发动机比如汽油机,天然气发动机的碳颗粒排放量没有柴油机那么大,问题没有柴油机突出。所以国六阶段我们只看到柴油发动机加装了碳颗粒过滤装置(DPF)以减少颗粒物排放量。(国六汽油机也会逐渐加装GPF)

二,碳氢化合物与一氧化碳是什么?有哪些危害?如何处理?

排放污染物中主要有碳氢化合物与一氧化碳两类。对于这两类不完全燃烧气体污染物有很成熟的治理方法:高温氧化(大白话就是把它俩烧掉)。氧化产生的气体是二氧化碳,而二氧化碳对于人体是安全的。

既然是“氧化”肯定要有氧的参与才能完成,排气管里面的氧从哪里来?答案是:DOC(学名氧化催化器)。这个宝贝可以吸附发动机燃烧做功后多余的氧气。吸附储存氧气,当温度达到150°就可以开始氧化(燃烧)一氧化碳;温度180°以上就可以开始氧化(燃烧)碳氢气体。这么低的温度下就可以氧化燃烧这两种气体靠的是什么呢?

DOC学名还有“催化”俩字大家不要忘了!DOC里面的铂族金属可以降低这两种气体的燃烧温度,它起到的作用之一就叫“低温氧化催化剂”。所以“氧化催化器”名称就是这么来的。

三,氮氧化物是什么?有哪些危害?如何处理?

1,氮氧化物是什么? 

氮氧化物是由参与燃烧的多余空气产生的。分子式为NOx,它的意思是有X种类的氮氧成份,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。

咋会有这么多种类的氮和氧呢?主要是空气里的最主要成份就是氮气和氧气。氮氧化物排放其中含量最多的是一氧化氮(NO),第二多的是二氧化氮(NO2)。二氧化氮是一种较强的腐蚀性气体。作为一种有害排放气体在国六后处理系统中,二氧化氮作为催化剂成为DPF再生,SCR还原不可替代的存在。这也算是利害相随吧!

2,氮氧化物的危害性是什么?

氮氧化物如果与水结合会形成强酸。所以氮氧化物气体进入人体潮湿的呼吸道会产生腐蚀作用,对于老人和小孩以及体弱者伤害尤其大!氮氧化物还是光化学烟雾的主要来源,也是酸雨的主要来源之一。机动车氮氧化物排放也就成了头号“打击”(治理)目标!

3,治理氮氧化物排放技术路线有哪些?

有两种因素会产生更多的氮氧化物:一,燃烧温度与燃烧压力越高氮氧化物产生几率越高;二,参与燃烧的空气越多氮氧化物排放也越多。因为稀薄燃烧的时候参与燃烧的多余空气比当量燃烧的多,所以稀薄燃烧会产生大量的氮氧化物排放问题。

如今发动机氮氧化物排放处理技术两条路线之一的“前处理”技术就是围绕这两条因素来做文章的。即控制燃烧温度与多余进气。如EGR技术(废气再循环技术)和进气与排气节气门控制空燃比技术等。另外一条技术路线就是选择性催化还原(SCR)“后处理”技术,也就是我们大家所说的“尿素喷射技术”。

4,天然气和汽油发动机采用的氮氧化物处理技术仍不完美

当前我们看到天然气发动机已经彻底抛弃稀薄燃烧技术转而采用当量燃烧,汽油发动机也早早抛弃了稀薄燃烧技术以规避氮氧化物排放问题。即使这样也不能说百分百保证没有氮氧化物排放问题,因为燃料与空气的混合是不能做到百分百的完全混合的,总有一些地方浓,一些地方较稀。而混合气较稀的地方燃烧后就容易产生氮氧化物超标的问题。对于这样一些极少数的“漏网之鱼”(少量的氮氧化物)也不能让它跑喽!

柴油因为粘度较大,不容易和空气充分混合的特点使得柴油发动机采用越来越高的轨压控制技术加稀薄燃烧让柴油颗粒更小,与空气混合得更均匀。提高燃烧效率省油的同时却让氮氧化物排放成倍增加。 可见,各种技术的应用就是在不同结果间权衡,难有绝对完美的技术路线。

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  • 麦克冯 2019-11-30 14:22:19

    不是有企业开始国七了吗

  • 不油腻二叔 2019-11-30 14:22:01

    简直就是劳民伤财