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柴油叉車的環(huán)保兄弟——尾氣煙度凈化器選型知識(shí)集錦

2016-12-20 13:40 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:蔣旭東 來源:合肥寶發(fā)
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4、SCR:Selective Catalytic Reduction   選擇性催化還原,蜂窩載體結(jié)構(gòu)
  SCR技術(shù)本身并不是新技術(shù),在發(fā)電廠里早有應(yīng)用。在發(fā)電廠中NH3是以氨水的形式引入和保存的。而在移動(dòng)的車輛上使用氨水有一定的難度,因此SCR系統(tǒng)一般是選擇尿素水溶液作為還原劑,尿素水溶液噴射到催化劑逆流方向的排氣管中。
  首先在廢氣溫度大于200℃條件下,和氣流作用下氣化分解為CO2和氨水。尿素水解為氨氣與二氧化碳:(尿素噴射系統(tǒng))
  CO(NH2)2→NH3 + HNCO
  HNCO+H2O→NH3+CO2→2NH3+CO2(要求溫度200℃以上)
  接著氨水作為還原劑將NOX還原為無污染的氮?dú)夂退CR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

三、柴油機(jī)械后處理凈化的兩條不同技術(shù)路線:
  在非道路國Ⅳ階段,單純依靠發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)凈化已不能滿足法規(guī)要求,需要同時(shí)增加后處理來實(shí)現(xiàn)。國Ⅳ按技術(shù)路線分類總體上可分為EGR和SCR兩種。
  1、EGR+DPF/DOC (廢氣再循環(huán)+微粒捕集器/氧化催化轉(zhuǎn)換器)技術(shù)路線(一般視為美國體系),它以廢氣再循環(huán)為基礎(chǔ),在機(jī)內(nèi)抑制NOx的產(chǎn)生,在機(jī)外后處理過程中采用微粒捕集器對微粒進(jìn)行捕捉。目前,采用該技術(shù)路線的主要有康明斯、卡特彼勒、萬國、斯堪尼亞、曼等。
  技術(shù)機(jī)理:在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部處理NOx,通過后處理DPF來處理PM。
  2、 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)優(yōu)化燃燒 + SCR(選擇性催化還原)的技術(shù)路線(一般視為歐洲體系),通過優(yōu)化噴油和燃燒過程,盡量在機(jī)內(nèi)控制微粒的產(chǎn)生,在機(jī)外后處理過程,采用尿素溶液對NOx進(jìn)行選擇性催化還原。采用該技術(shù)路線的主要有底特律柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、戴姆勒克萊斯勒、沃爾沃、達(dá)夫、依維柯。
  技術(shù)機(jī)理:在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部處理PM ,通過后處理只處理NOx 。
    SCR技術(shù)在國內(nèi)具有明確的技術(shù)成熟度和發(fā)展方向,可行性高。結(jié)合我國實(shí)際情況,選用SCR技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)國Ⅳ、國Ⅴ排放的主要技術(shù)路線是非?,F(xiàn)實(shí)與安全的。本文要介紹的尾氣煙度凈化,則是DOC及DPF的技術(shù)應(yīng)用。

四、當(dāng)下國內(nèi)叉車行業(yè)柴油煙度凈化器的產(chǎn)品種類及存在的隱患:
  DPF安裝在柴油車排氣系統(tǒng)中,通過過濾來降低排氣中顆粒物(PM),DPF能夠有效地凈化排氣中90%左右的顆粒,是凈化柴油機(jī)顆粒物最有效、最直接的方法。該DPF產(chǎn)品已在國際上實(shí)現(xiàn)了商品化。該技術(shù)主要是使尾氣通過布置在排氣管中的過濾材料,利用碰撞、吸附、攔截或重力沉降原理將 PM 從氣流中分離出來。隨著過濾材料上的顆粒物的累積,導(dǎo)致過濾孔堵塞,使排氣阻力增加,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性同時(shí)下降,因此,必須及時(shí)除去 DPF 中的顆粒物,這就是 DPF 的再生。
  DPF安裝在柴油機(jī)排氣管上,排氣通過時(shí),PM被濾芯吸附過濾。但隨著工作時(shí)間的增加,濾芯內(nèi)部PM增加,導(dǎo)致排氣背壓升高,將影響柴油機(jī)的動(dòng)力性的經(jīng)濟(jì)性。清除濾芯上的PM被稱作DPF的再生。DPF面臨的最大挑戰(zhàn)就是再生問題。
  當(dāng)下國內(nèi)柴油機(jī)械產(chǎn)品中常見的煙度凈化器分為4種產(chǎn)品,分別如下:
  1)只有DOC的系統(tǒng)——簡稱DOC only,只能去除少量的黑煙,效果非常有限(幾乎對黑煙沒有明顯效果),在排溫足夠高的前提下,去除CO與HC的效果是非常有效的。目前市面上有20%的銷售量是此類產(chǎn)品。

  2)只有DPF的系統(tǒng)——簡稱DPF only(或者采用DOC不做貴金屬涂覆,也就是假DOC),也稱為一次性的DPF產(chǎn)品(制造成本低廉),短時(shí)期去除黑煙效果雖然明顯,但由于沒有再生手段,大部分產(chǎn)品在不到1周時(shí)間產(chǎn)品就徹底堵死導(dǎo)致失效。這種產(chǎn)品在國內(nèi)一些企業(yè)大量銷售,制造成本低并假冒再生DPF產(chǎn)品進(jìn)行銷售,這種產(chǎn)品會(huì)嚴(yán)重傷害用戶的發(fā)動(dòng)機(jī)壽命。一旦多次發(fā)生這種劣幣驅(qū)逐良幣的事件,最終損害的是用戶的信心和柴油DPF煙度凈化器的市場。由于DPF產(chǎn)品屬于新生事物,大多數(shù)用戶并不了解,但市場上充斥的此類不可長效工作的DPF低端非再生產(chǎn)品,因?yàn)橹圃斐杀局挥斜粍?dòng)再生DPF產(chǎn)品(即含有貴金屬涂覆的DOC+DPF產(chǎn)品)的30%成本,這也是市場真正被動(dòng)再生DPF產(chǎn)品的銷售殺手。目前市面上有60%以上的銷售量是此類產(chǎn)品,給用戶和經(jīng)銷商造成的痛苦可想而知。
  筆者曾到訪過一些網(wǎng)絡(luò)宣傳力度比較大的DPF公司,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上能夠搜索到煙度凈化器企業(yè)中有80%以上是貿(mào)易型的公司,現(xiàn)場往往看不到幾套完整的產(chǎn)品,交流中對產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求都沒有吃透就委托第三方貼牌制造。相反,大型車輛尾氣凈化器廠家——如威孚力達(dá)公司幾乎是不在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上面做推廣的,產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性卻在本行業(yè)的口碑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的推廣公司。
  可想而知,這樣的網(wǎng)絡(luò)貿(mào)易公司缺乏對產(chǎn)品的基礎(chǔ)認(rèn)知、沒有發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測試能力和技術(shù)支撐,最終是無法把控產(chǎn)品的質(zhì)量。
  無法控制產(chǎn)品質(zhì)量的公司,自然不會(huì)把柴油煙度凈化器當(dāng)做一項(xiàng)事業(yè)那樣去全身心的投入研發(fā)試驗(yàn)經(jīng)費(fèi),這種不具有專業(yè)DPF研發(fā)能力的公司純屬市場攪局者。

  3)DOC+DPF的被動(dòng)系統(tǒng)——涂覆有貴金屬鉑、鈀的DOC結(jié)合DPF的產(chǎn)品應(yīng)用,是被動(dòng)再生DOC+DPF的經(jīng)典產(chǎn)品,這套系統(tǒng)依賴較高排溫實(shí)現(xiàn)DOC參與反應(yīng)將尾氣中PM物質(zhì)再生燒掉。如果溫度達(dá)不到需要的排氣溫度240℃ —500℃,考慮顆粒物的燃點(diǎn)高達(dá) 550℃—600℃,因此依靠排氣溫度很難將 DPF 上積累的PM顆粒物全部燃燒去除實(shí)現(xiàn)再生,必須用化學(xué)或物理的方法將顆粒物從 DPF 上清除。即便排溫不夠高,但由于貴金屬物質(zhì)的存在,部分的PM顆粒物被再生燒掉,部分的PM顆粒物體積大大減少并儲(chǔ)存在DPF載體內(nèi)部,需要定期人工方式清理出來,這套系統(tǒng)應(yīng)用得當(dāng)?shù)脑?,不?huì)發(fā)生堵死的現(xiàn)象。定期清理顆粒物是必須的,因此加大了人工的成本支出。

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