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柴油叉车的环保兄弟——尾气烟度净化器选型知识集锦

2016-12-20 13:40 性质:转载 作者:蒋旭东 来源:合肥宝发
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4、SCR:Selective Catalytic Reduction   选择性催化还原,蜂窝载体结构
  SCR技术本身并不是新技术,在发电厂里早有应用。在发电厂中NH3是以氨水的形式引入和保存的。而在移动的车辆上使用氨水有一定的难度,因此SCR系统一般是选择尿素水溶液作为还原剂,尿素水溶液喷射到催化剂逆流方向的排气管中。
  首先在废气温度大于200℃条件下,和气流作用下气化分解为CO2和氨水。尿素水解为氨气与二氧化碳:(尿素喷射系统)
  CO(NH2)2→NH3 + HNCO
  HNCO+H2O→NH3+CO2→2NH3+CO2(要求温度200℃以上)
  接着氨水作为还原剂将NOX还原为无污染的氮气和水。SCR后处理反应:(SCR 催化转化器)
  NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
  4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O
  2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O

三、柴油机械后处理净化的两条不同技术路线:
  在非道路国Ⅳ阶段,单纯依靠发动机机内净化已不能满足法规要求,需要同时增加后处理来实现。国Ⅳ按技术路线分类总体上可分为EGR和SCR两种。
  1、EGR+DPF/DOC (废气再循环+微粒捕集器/氧化催化转换器)技术路线(一般视为美国体系),它以废气再循环为基础,在机内抑制NOx的产生,在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行捕捉。目前,采用该技术路线的主要有康明斯卡特彼勒、万国、斯堪尼亚、曼等。
  技术机理:在发动机内部处理NOx,通过后处理DPF来处理PM。
  2、 发动机机内优化燃烧 + SCR(选择性催化还原)的技术路线(一般视为欧洲体系),通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒的产生,在机外后处理过程,采用尿素溶液对NOx进行选择性催化还原。采用该技术路线的主要有底特律柴油发动机、戴姆勒克莱斯勒、沃尔沃、达夫、依维柯。
  技术机理:在发动机内部处理PM ,通过后处理只处理NOx 。
    SCR技术在国内具有明确的技术成熟度和发展方向,可行性高。结合我国实际情况,选用SCR技术作为实现国Ⅳ、国Ⅴ排放的主要技术路线是非常现实与安全的。本文要介绍的尾气烟度净化,则是DOC及DPF的技术应用。

四、当下国内叉车行业柴油烟度净化器的产品种类及存在的隐患:
  DPF安装在柴油车排气系统中,通过过滤来降低排气中颗粒物(PM),DPF能够有效地净化排气中90%左右的颗粒,是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法。该DPF产品已在国际上实现了商品化。该技术主要是使尾气通过布置在排气管中的过滤材料,利用碰撞、吸附、拦截或重力沉降原理将 PM 从气流中分离出来。随着过滤材料上的颗粒物的累积,导致过滤孔堵塞,使排气阻力增加,导致发动机的动力性和经济性同时下降,因此,必须及时除去 DPF 中的颗粒物,这就是 DPF 的再生。
  DPF安装在柴油机排气管上,排气通过时,PM被滤芯吸附过滤。但随着工作时间的增加,滤芯内部PM增加,导致排气背压升高,将影响柴油机的动力性的经济性。清除滤芯上的PM被称作DPF的再生。DPF面临的最大挑战就是再生问题。
  当下国内柴油机械产品中常见的烟度净化器分为4种产品,分别如下:
  1)只有DOC的系统——简称DOC only,只能去除少量的黑烟,效果非常有限(几乎对黑烟没有明显效果),在排温足够高的前提下,去除CO与HC的效果是非常有效的。目前市面上有20%的销售量是此类产品。

  2)只有DPF的系统——简称DPF only(或者采用DOC不做贵金属涂覆,也就是假DOC),也称为一次性的DPF产品(制造成本低廉),短时期去除黑烟效果虽然明显,但由于没有再生手段,大部分产品在不到1周时间产品就彻底堵死导致失效。这种产品在国内一些企业大量销售,制造成本低并假冒再生DPF产品进行销售,这种产品会严重伤害用户的发动机寿命。一旦多次发生这种劣币驱逐良币的事件,最终损害的是用户的信心和柴油DPF烟度净化器的市场。由于DPF产品属于新生事物,大多数用户并不了解,但市场上充斥的此类不可长效工作的DPF低端非再生产品,因为制造成本只有被动再生DPF产品(即含有贵金属涂覆的DOC+DPF产品)的30%成本,这也是市场真正被动再生DPF产品的销售杀手。目前市面上有60%以上的销售量是此类产品,给用户和经销商造成的痛苦可想而知。
  笔者曾到访过一些网络宣传力度比较大的DPF公司,发现网络上能够搜索到烟度净化器企业中有80%以上是贸易型的公司,现场往往看不到几套完整的产品,交流中对产品的技术标准和要求都没有吃透就委托第三方贴牌制造。相反,大型车辆尾气净化器厂家——如威孚力达公司几乎是不在网络平台上面做推广的,产品质量和可靠性却在本行业的口碑要远远大于网络平台的推广公司。
  可想而知,这样的网络贸易公司缺乏对产品的基础认知、没有发动机台架试验测试能力和技术支撑,最终是无法把控产品的质量。
  无法控制产品质量的公司,自然不会把柴油烟度净化器当做一项事业那样去全身心的投入研发试验经费,这种不具有专业DPF研发能力的公司纯属市场搅局者。

  3)DOC+DPF的被动系统——涂覆有贵金属铂、钯的DOC结合DPF的产品应用,是被动再生DOC+DPF的经典产品,这套系统依赖较高排温实现DOC参与反应将尾气中PM物质再生烧掉。如果温度达不到需要的排气温度240℃ —500℃,考虑颗粒物的燃点高达 550℃—600℃,因此依靠排气温度很难将 DPF 上积累的PM颗粒物全部燃烧去除实现再生,必须用化学或物理的方法将颗粒物从 DPF 上清除。即便排温不够高,但由于贵金属物质的存在,部分的PM颗粒物被再生烧掉,部分的PM颗粒物体积大大减少并储存在DPF载体内部,需要定期人工方式清理出来,这套系统应用得当的话,不会发生堵死的现象。定期清理颗粒物是必须的,因此加大了人工的成本支出。

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