《6章1排放物生成机理与治理-简》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6章1排放物生成机理与治理-简（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、排放物生成机理与治理 高等内燃机学 BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 北京理工大学 介绍内容 一 、 排放产物生成机理与降低措施 二 、 排放控制思路 三 、 柴油机排放控制技术 四 、 柴油机排放标准实现措施分析 大量生成 CO的 条件 ：缺氧 a 160 C): (NH2) 2CO+H2O = 2NH3 + CO2 SCR 是基于 NOx和氨水在催化转化器上的的化学反应 : 4NH3 + 4NO + O2 = 4N2 + 6H2O 8NH3 +6NO2 = 7N2 + 12H2O Gas Flow SCR catalyst Urea Injector Dosi
2、ng Unit 尿素计量泵 SCR-NOx-NH3关键器件 尿素喷射喷嘴 尿素喷射喷嘴的尖端有 4 x 0.55m 个孔，可以使尿素和空气雾化混合，然后将其直接喷射到尾气中和 催化器 上。 喷油器由 304 不锈钢制成，带有陶瓷内核。 在 SCR-NOx-CH过程中， 烯烃 (丙烯、乙烯等 )以及部分含氧的碳氢化合物 (醇类、醛类等 )是最有效的还原剂。 在发动机使用甲烷或丙烷 -丁烷燃料时，其效果就要打折扣。 柴油本身也可以用作 NOx的还原剂，它既可以喷入催化转化器前的排气管中，也可以在发动机膨胀行程中喷入气缸。但是发动机的油耗会因此相应增加 10左右，碳氢化合物的排放也会有所上升。 SC
3、R-NOx-CH LNT技术 （ Lean NOx Trap 稀 NOx捕集 ） NOx 储存 : BaCO3 + 2NO2 + .5O2 = Ba(NO3)2 + CO2 BaCO3 + 2NO + 1.5O2 = Ba(NO3)2 + CO2 NOx 再生 : NOx 释放 : Ba(NO3)2 + 3CO = BaCO3 +2NO + 2CO2 Ba(NO3)2 + H2 + CO2 = BaCO3 +2NO2 + H2O NOx 降低 : CO + NO = 0.5N2 + 2CO2 NO2 NO + 0.5O2 LNT技术 （ Lean NOx Trap 稀 NOx捕集 ） Ba(N
4、O3)2 BaCO3 底层 粉末镀层 四、柴油机排放标准实现措施分析 典型措施对 NOx的影响幅度 推迟喷油：降低 6，燃油耗升高 1 预喷油：全负荷不起作用，部分负荷可降 10 喷油速率（形状，规律）： 10 进气温度： 10 空燃比： 10 喷水：进气道喷水 30，直接喷入气缸 40 废气再循环： 40 预燃室： 30 缸内综合因素的极限： 75 燃烧室 /涡流 /喷油优化 700-900bar峰值喷射压力 (1000bar) 可采用 2V/cyl缸盖设计 增压匹配优化 排气放气阀 空 -空中冷 /水空中冷 机械控制 欧 1对策 燃烧室 /涡流 /喷油优化 1200bar峰值喷射压力 可采
5、用 2V/cyl缸盖设计 机油耗控制（ F10%PM(微粒子 )） 增压匹配优化 排气放气阀 空 -空中冷 机械控制或电子控制 燃油含硫 (500PPM) 欧 2技术 电子控制 1500bar喷射压力 CR/UI/HUEI/UP 多次喷射 ( 仅预喷 pilot ) 4V/cyl设计 增压空 -空中冷（ 46 C） 可用 EGR改善 NOx排放 普遍采用 VGT、 VNT，提高响应性 机油耗控制 (F10%PM) 燃油技术 (含 S300PPM) 欧 3技术 在欧 3的基础上追加 基于模型控制的电控技术 （动态问题） 燃油喷射改进 18002000bar，喷油规律优化，多次喷射 VNT（ 可变
6、喷嘴涡轮 ） +带冷却的 EGR 先进的后处理 (欧洲 SCR，美国 PM或 LNT) 超低 S燃油 (50ppm) 欧 4技术 柴油机降低排放的常用措施 标准涡轮增压 中冷进气温 喷油压力 喷油定时 电控 措施 欧1 水空65.5 100MPa 推迟 机械 燃烧室 /涡流 /喷油优化 欧2 放气阀 空空51.7 120MPa 喷油 、 燃烧室 /涡流 /喷油优化减死区容积 、减气缸变形 、 进气门杆密封 、 燃油含硫 (500PPM) 欧3 可变喷嘴 空空46 138MPa 150MPa 多次喷 喷油 +采用收口燃烧室，废气再循环 、机油耗控制 (F10%PM)、燃油技术(含 S300PPM) 欧4 空空 180MPa 200MPa +可再生碳烟过滤器 DPF、选择性催化转化器 、 先进的后处理 (欧洲 SCR，美国 DPF+LNT)、超低 S燃油 (50ppm) 欧5 空空 +废气过滤器 、 高效催化转化器 燃烧优化是各阶段的必要基础 欧 2是机械控制喷油系统的终点 欧 3开始要电子控制 +4气门设计 欧 3排放是柴油机燃烧的极限 欧 4开始必须要采用带冷却的 EGR及其它先进的后处理技术 （ DPF、 SCR、 LNT） 小结 End
