《非道路机械柴油机尾气后处理技术综述》
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摘 要：为有效提升非道路机械柴油机的生态属性,有效控制尾气排放体量,避免环境污染的发生.我国政府主管部门制定了明确的尾气排放标准,从制度层面,对非道路机械柴油机尾气进行管控.基于政策体系的要求,越来越多生产研发企业,投入大量资源,进行非道路机械柴油机尾气处理方案的优化.文章立足于实际,通过系统化地分析、探讨,对柴油机尾气后处理技术进行全面梳理,开展尾气后处理技术经验的总结.
关键词：非道路;机械柴油机;尾气后处理;技术综述
前言
柴油机作为非道路机械的核心动力设备,与汽油机等动力装置相比,柴油机的油耗较低,扭矩较大,动力较强,因此能够有效满足非道路机械运行过程中,对于动力的使用要求.但是在柴油机运行过程中,由于燃烧补充分等原因,导致柴油机会排出含有NOx、PM等成分的尾气,尾气如果没有得到必要的处理,势必造成环境污染,对于正常的生产、生活产生了消极作用.为改善这种局面,柴油机研发、生产企业,严格按照国家尾气排放标准,吸收过往技术经验,对尾气处理方案作出系统化调整优化,最大程度地保证非道路机械柴油机的尾气处理能力.
一 非道路机械柴油机尾气污染概述
对非道路机械柴油机尾气污染的全面探讨,有助于研发团队以及技术人员,在思维层面形成正确的观念认知,准确把握尾气后处理技术的应用场景与处理要求,增强非道路机械采油机尾气处理效能,提升尾气后处理技术应用针对性.
非道路机械柴油机在燃烧柴油后,会产生一定体量的尾气,排出的尾气含有来上百种化合物,对于生态有着有着一定的破坏作用[1].根据世界卫生组织提供的数据,非道路机械柴油机尾气具备与石棉等相同的致癌作用.非道路机械采油机的尾气中以NOx、PM为主,一氧化碳等物质的排放量相对较小,以NOx为例,NOx在没有经过处理后直接进行排放,将会增了地区发生酸雨的机率.因此在进行非道路机械柴油机尾气污染防控、尾气处理的过程中,需要将氮氧化物、可吸入颗粒物作为重点,针对性地开展尾气处理工作.
二 非道路机械柴油机尾气后处理技术分析
非道路机械柴油机尾气后处理技术综述,实现了对过往柴油机后尾气处理技术原理、使用场景、应用要点、技术优势的全面总结,评估分析不同类别的非道路机械柴油机尾气后处理技术优势,增强尾气后处理技术的实用性.
(一)柴油机尾气后处理氧化催化器DOC技术
现阶段,随着技术的逐步发展,非道路机械柴油机尾气后处理技术主要包括氧化催化器DOC、颗粒捕捉器DPF以及选择性催化还原SCR等技术类型,这些柴油机尾气后处理技术能够较好地满足柴油机日常使用需求,并且这些技术手段,与柴油机的底盘结构契合度更高,在实践过程表现出更好地尾气处理效果[2].氧化催化技术是一种成熟的柴油机尾气后处理技术方案,催化器DOC技术的主要技术原理在于,通过DOC对尾气中的氮氧化物进行催化处理,在短时间内,实现柴油机尾气的高效处理.具体来看,非道路机械柴油机尾气中的HC化合物、CO等气体,在低温状态下,经过催化剂的还原,使其与氧气发生系列反应,生产水以及二氧化碳等产物,同时氮氧化物以及颗粒物进行无害化处理,实现尾气的科学处理.但是催化器DOC在使用过程中,暴露出两个方面的问题,柴油机尾气中含有的颗粒物净化能力,与柴油中硫元素的含量有着密切的联系,硫元素含量过大,将会导致DOC催化剂失活[3].同时催化器DOC,对于环境温度有着严格的要求,其往往需要在200摄氏度到300摄氏度的范围内,才能够发生作用,当温度低于150摄氏度,催化器DOC作用发挥不明显,当温度高于350摄氏度,催化器DOC中产生大量的硫化物,堵塞,造成催化器使用寿命的降低.
(二)柴油机尾气后处理颗粒捕捉器DPF技术
颗粒捕捉器DPF是现阶段非道路机械柴油机尾气处理的重要手段,通过惯性碰撞、扩散以及沉降等方式,实现可吸入颗粒的有效控制,从过往经验来看,颗粒捕捉器DPF对于可吸入颗粒物的去除能力高达90%.在实践过程中,为了更好地发挥出颗粒捕捉器DPF工作效率,现阶段,我国采用DOC+DPF的技术组合,通过这种技术组合,使得非道路机械柴油机尾气的科学处理,将DOC内燃气态物的温度进行提高,增强DOC的催化能力,并且在很大程度上,增强柴油机的功率,降低可吸入颗粒物的排出浓度[4].
(三)柴油机尾气后处理选择催化还原SCR技术
选择催化还原SCR作为一种还原剂,能够将柴油机尾气中的有机物进行科学应对,例如300摄氏度的高温环境下,通过催化剂的还原作用,使得氮氧化物能够与尾气中氨气等发生化学反应,生产氮气、水等物质,能够减少对环境的危害性,实现柴油机尾气的无害化处理.过往经验将来看,柴油机的尾气排放温度大约在200摄氏度到500摄氏度的范围内,因此较好地满足氮氧化物的还原要求.为保证还原成效, 选择催化还原SCR技术,往往通过转化器、尿素箱、尿素管、喷射组件以及控制系统等模块,确保整个氮氧化物还原的有序进行,大大增强非道路机械柴油机尾气的处理成效.
三 非道路机械柴油机尾气后处理技术发展趋势
为提升非道路机械柴油机尾气后处理技术的实用性,形成尾气处理关键技术的体系化,完备化,稳步提升柴油机尾气处理成效.有必要立足于非道路机械柴油机尾气后处理技术的基本类型、技术特性,依托过往经验,摸索柴油机尾气后处理技术的发展趋势.
非道路机械柴油机尾气后处理技术关键技术的创新与发展,需要结合现有的氧化催化器DOC、颗粒捕捉器DPF以及选择性催化还原SCR等技术手段,积极做好DPF再生系统、封装单元以及前后置控制单元的开发工作,通过技术的研发、升级,使得非道路机械柴油机尾气后处理技术体系的耐久性更强、效果更好,柴油机噪音水平得到有效控制,确保柴油机生态性与环保性.例如在在进行DPF再生系统研发环节,可以依托柴油机尾气后处理技术特点,结合柴油机参数,通过计算机模拟、柴油机整体测试等手段,确保再生系统与氧化催化器DOC、颗粒捕捉器DPF以及选择性催化还原SCR有机结合起来,在控制柴油机功耗的前提下,实现尾气排放效果的稳步提升,实现了柴油机功耗、尾气控制的有效兼顾,促进了非道路机械柴油机尾气处理水平的强化.
四 结语
非道路机械柴油机作为重要的动力组件,能够稳步提升机械的运行成效,有效满足机械对于动力的使用需求.尾气后处理技术作为成熟的技術方案,能够在保持非道路机械柴油及高效运转的基础上,减少柴油机尾气的排放量,实现对环境生态的有效保护.通过全面、系统的综述,总结非道路机械柴油机尾气处理技术的有益经验,旨在促进柴油机尾气后处理技术的合理化使用,增强柴油机尾气后处理技术的实用性、有效性.
参考文献：
[1]苏兆杰,王军,张朝刚.非道路机械柴油尾气后处理技术综述[J].工程机械与维修,2018（1）：42-45.
[2]柴俊霖,田瑞,杨福斌.柴油机排气余热有机朗肯循环系统工质选择[J].车用发动机,2019（8）：113-114.
[3]王忠,刘理凡,刘帅.柴油机排气颗粒表面特征与吸附能力分析[J].中国环境科学,2019（9）：88-89.
[4]汪宗御,张继锋.基于DOC+SCR的船用柴油机尾气污染脱除实验[J].化工学报,2018（10）：69-70.
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