柴油机NOx尾气排放处理技术比较

柴油机氮氧化物的处理技术1、柴油机机内净化技术通过改进进气系统、燃烧室、燃烧系统等方式控制对象和实施方法包括:推迟燃油提前角;燃油规律的改善,高压多段喷射;加乙醇燃烧;燃烧室设计;尾气再循环;增压中冷;进排气系统改进等一系列配套措施。2、机外后处理技术——稀NOx技术——选择性催化还原技术——NOx的吸附技术——等离子体技术1、稀氮氧化物技术LNC稀NOx技术指用HC作为还原剂来减少NOx排放。根据HC的来源又分为被动稀NOx技术和主动稀NOx技术。

被动LNC技术是利用废气中的HC作为还原剂主动稀NOx技术则是指通过共轨燃油系统的后喷射来增加废气中的HC量。2、NOx的选择性催化还原通常有选择性非催化还原、非选择性催化还原和选择性催化还原三种方式a.选择性非催化还原(SNCR):只能在一定的温度区间(800～1000℃)使用,而柴油机排气不可能达到这样高的温度,因此只能通过在柴油机膨胀过程中,向气缸中喷入氨水来实现,但效果不很理想,该技术仅在发电厂得到了广泛应用。b.非选择性催化还原(NSCR):在催化剂存在的条件下,若还原剂优先与气相中的氧发生反应,再与NOx发生反应的还原过程称非选择性催化还原。NSCR技术将还原剂(如CH4,CO,H2)喷入排气管中,在铂或钯催化转换器的作用下与废气中的NOx进行反应。由于尾气中含氧量较高,还原剂很容易直接被氧化,故消耗量极大。c.选择催化还原(SCR):用还原剂对含NOX的气体进行催化还原处理，使之有选择地和气体中的NOX进行反应，而不和氧气发生反应，可以与NOX发生催化还原反应的还原剂有两类：一类是液氨、氨水和尿素等含氨基（NH3）的物质；另一类是烷烃、烯烃、醇类等含碳氢的物质。2.1

NH3-SCR选择性催化还原技术车用NH3-SCR系统一般由预氧化装置,尿素热解、水解装置,SCR反应装置和后氧化装置四部分组成工作原理：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOX，排出N2，多余的NH3也被还原为N2，防止泄漏。一般情况下，消耗100L燃油的同时会消耗5L液体尿素水溶液。2.1

NH3-SCR选择性催化还原技术主要反应为:(NH2)2CO+H2O→CO2+2NH3+H2O(尿素在常温下能分解成氨气、二氧化碳和水)4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(氨气与NO作用生成氮气和水,氮气挥发)6NO2十8NH3→7N2十12H2O(氨气与NO2作用生成氮气和水,氮气挥发)NH3-SCR净化法对燃油的含硫量要求不高,NOx转化率高达50%,催化剂的活性温度较低,比较适合我国现行柴油机排气NOx净化，易于升级到国Ⅴ排放水平，对主机本身改动较小，是车用柴油机NOx净化最合理的选择。2.2碳氢化合物选择催化还原(HC-SCR)汽车尾气在稀燃条件下氧过剩,CO和HC含量很低,而NO2的含量比较高,其少量的HC可利用来选择性还原NOx(HC-SCR,),达到同时除去HC和NOx的目的。试验表明,烷烃、烯烃、芳香烃及柴油本身都能降低NOx的排放。HC与NOX发生的反应如下：NO+HC+O2→N2+CO2+H2ONOx的转化效率不仅与碳氢化合物的种类有关,还与催化剂的选择及碳氢的比率有关。3、NOx吸附催化剂NAC技术吸附过程：2NO+O2+K2CO3→KNO2+KNO3+CO2还原过程：KNO2+KNO3+HC→K2CO3+N2+H2O一般工况（稀燃富氧）时，NOX首先在贵金属上被催化氧化为NO2，然后与NOX吸附剂发生反应形成硝酸盐；当存储物的吸附能力饱和，或燃料后喷引起尾气温度增加破坏硝酸盐稳定性之后，开始再生过程；再生时需要控制发动机产生缺氧燃烧以获得含有适量的CO，HC和H2的浓废气，硝酸盐与CO和HC等还原成分反应生成NOX，然后NOX与还原成分CO，H2，HC在贵金属催化剂的作用下发生反应生成N2。3、NOx吸附催化剂NAC技术影响NAC技术的最关键因素是燃料中的硫含量燃烧生成的SO2可在燃烧和后处理过程中生成硫酸盐,这些硫酸盐覆盖在载体表面,严重影响捕集效果;2)S燃烧生成的SO2能像NO2一样与K2CO3反应生成K2SO4,而K2SO4特别稳定,严重阻碍了LNT的还原再生。同时由于需要发动机周期性的混合气浓稀工况转换(每分钟约几秒钟),故引起燃料消耗较多,且CO2的排放相应增加。4、低温等离子体辅助催化还原技术(NTP)其作用机理可分为两步:首先以等离子体氧化为主,即利用等离子体发生器产生的低温等离子体,在氧(O2)和碳氢化合物(HC)存在的条件下,将汽车尾气中的NO氧化为NO2;随后进入催化还原阶段,即将第一步经等离子体氧化并激活的含有NO2中间体与HC的混合体系,借助催化剂的作用,选择性还原NO2,得到N2,CO2和H2O等。小结就目前NOx排放而言,S