柴油机尾气处理详解.ppt

柴油机尾气处理 组员： 柴油机尾气的组成 柴油机颗粒的组成 柴油机颗粒是由固体碳烟，在碳的外面吸收了一层可溶于有机物的碳氢化合物和可溶于水的硫酸盐三部分组成 后处理 ————催化转换器载体的选择 后处理 ————布置方案 A、氧化催化转化器-DOC B、颗粒捕集器(PM-cat/POC/PDPF) C、颗粒过滤器(DPF/WF-DPF) D、选择性催化还原（SCR） 后处理 DieselOxidationCatalyst(DOC) 后处理 DOC工作原理 后处理 DOC主要作用 A、氧化HC和CO B、氧化颗粒物中的可溶性有机物部分（SOF） C、小部分氧化颗粒物中的碳颗粒部分 D、涂覆在DPF表面，氧化颗粒物 E、作为SCR催化剂的前级将NO氧化为NO2,增加SCR催化剂的性能 F、作为DPF被动再生系统的前级将NO氧化为NO2,提高再生温度，NO2氧化C颗粒 后处理 DOC面临的问题及解决方案 A、尾气中的SO2的氧化问题 B、催化剂的硫中毒 解决 通过催化剂载体的改性和催化剂的制备来解决 解决 实际上是载体的硫中毒进而影响催化剂，通过耐硫载体和催化剂的制备解决，在实际工作中，催化剂是可以通过高温热解，恢复催化剂的活性。（中毒后可再生） 后处理 PM-cat/POC/PDPF 根据过滤材料和结构不同，部分颗粒物被过滤 后处理 POC捕捉颗粒物的原理 1.压紧捕捉：较粗大的颗粒无法通过而被载体表层直接 捕捉 2.热泳捕捉：部分小颗粒沿着温度梯度从高温气流中泳向低温载体表层而被捕捉 3.吸附捕捉：部分小颗粒在流经载体表面时被吸附捕捉 后处理 对不同大小颗粒物的捕集效率 后处理 DPF 技术又称为柴油机颗粒过滤器（Diesel Particulate Filter）技术，是比较好的降低排气中的烟尘颗粒（PM）的方法，现在市面上的壁流式蜂窝陶瓷颗粒捕捉器对PM 的过滤效率高达90%。 DPF 技术过滤PM 的原理： 惯性颗粒碰撞原理； 拦截原理，大于过滤材料孔径的颗粒会直接被截留，或者略小于孔径的颗粒因为相互粘着被过滤材料截留； 扩散原理，捕捉器的纤维状单元将使小颗粒汇聚成大颗粒，最终实现对颗粒的捕捉； 重力沉降原理，较大的颗粒经过DPF 时，在重力作用下，自然沉积在DPF 载体上。 后处理 DOC 与DPF 结合，即DOC 辅助DPF 再生技术可以避开它们的缺点，并综合它们的优点。 DOC辅助PDF的示意图如下： 后处理 在发动机正常工作状态下，DPF 正常捕捉颗粒，随着时间的推移，颗粒的累积导致发动机的排气背压升高。当发动机的排气背压达到预定值时，控制系统将启动再生程序。控制系统检测DOC 前的排气温度，当温度达到起燃温度时，喷油器从DOC 上游喷入柴油，与发动机的排气混合雾化，然后经DOC 氧化产生大量热量，提高了排气温度。当温度达到预定值时，点燃DPF 载体上吸附的PM，完成积累颗粒的清除工作。此时发动机背压减小，喷嘴停止喷油。 DOC辅助DPF的工作过程： DOC辅助OPF技术主要应用在一些小型商务车上。 后处理 SCR的工作原理是利用还原尿素在尾气管道中经过加热和水解成氨气NH3， 氨气和NOx在催化剂的作用下， 反应生成无毒的氮气N2和水。 SCR喷射系统原理图如右图 后处理 SCR系统由催化剂系统、尿素供应系统、尿素 喷射及控制系统3部分组成，如上图所示 后处理 (NH2 ) 2CO（固）=NH3（气）+HNCO（气） HNCO(气）+H2O(气）=NH3(气)+CO2(气) 4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O 4NH3+2NO+2NO2=4N2+6H2O 8NH3+6NO2=7N2+12H2O SCR技术原理： 前景及展望 柴油机尾气净化处理技术中，尾气中硫的存在，会使催化剂中毒，导致催化活性和使用寿命明显下降，如何解决柴油机尾气中硫的问题是当今关键技术和研究重点 离子辅助技术具有对硫不敏感、催化剂净化效率高、低温活性高以及有效降低PM 排放等技术优势，深入研究离子辅助技术结合SCR 技术，大力发挥两者的优势，是柴油机尾气后处理研究的重要方向之一。 PM 和NOx 同时去除技术，可以同时有效去除柴油机尾气中的PM 和NOx，达到同时净化两种污染物的目的，因此，大力开发和寻找同时去除PM 和NOx 的双功能高效催化剂必将成为今后研究的重点趋势。 * *