摘 要：近年來，空氣質(zhì)量問題引起了人們的廣泛關(guān)注，造成大氣污染的原因多種多樣，其中，汽車尾氣污染物是大氣環(huán)境的主要影響因素，尤其隨著汽車保有量的增加，這一影響愈發(fā)明顯。根據(jù)相關(guān)研究，重型柴油車的尾氣污染是汽車尾氣污染的突出因素，國家也相繼出臺了多項法規(guī)嚴(yán)格控制重型柴油機(jī)尾氣的排放。因此，為了呼應(yīng)國家法規(guī)、盡可能的減少重型柴油機(jī)汽車尾氣污染物的排放，需要對重型柴油車進(jìn)行尾氣處理，尾氣后處理技術(shù)就是有效方法之一。本文將對柴油機(jī)尾氣后處理技術(shù)進(jìn)行研究，分析各種技術(shù)的原理，總結(jié)各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為柴油機(jī)尾氣處理的研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；重型柴油車；尾氣后處理技術(shù)

中圖分類號：X734.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0359-01

本文將討論目前應(yīng)用比較廣泛的5種柴油機(jī)尾氣后處理技術(shù)，分別是選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、稀燃NOx吸附還原技術(shù)（LNT）、選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）、柴油機(jī)氧化催化技術(shù)（DOC）以及顆粒氧化催化技術(shù)（POC）。

1 選擇性催化還原技術(shù)（SCR）

目前，選擇性催化還原技術(shù)主要采用的是以32.5%的尿素水溶液為還原劑的SCR后處理系統(tǒng)，其工作原理是在特定催化劑的作用下，利用后處理系統(tǒng)中的計量泵對柴油機(jī)的尾氣進(jìn)行尿素噴射處理，并通過一系列的化學(xué)反應(yīng)，將柴油機(jī)的NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O分子。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于尿素對NOx的凈化效果顯著，且尿素水溶液容易儲存；然而，32.5%的尿素水本身存在理化缺陷，當(dāng)溫度低于-11℃時會結(jié)冰，并且在長期使用時，尿素水容易發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，這些都會影響還原效果。

2 稀燃NOx吸附還原技術(shù)（LNT）

該技術(shù)主要針對NOx，其原理是利用具有NOx吸附能力（鉑和銠）和儲存能力（堿金屬混合物材料）的吸附器，對NOx進(jìn)行還原。具體步驟為：

（1）當(dāng)柴油機(jī)處于稀燃階段時，在鉑和銠的作用下，NO被氧化成NO2，在BaCO3的作用下，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽并儲存。

（2）當(dāng)柴油機(jī)處于富燃階段時，將NO2釋放，并在鉑和銠的作用下與HC、CO等反應(yīng)生成無污染的N2排出。

（3）利用柴油機(jī)周期性稀燃和富燃工況，對NOx進(jìn)行處理。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)簡單，占用空間小，維修方便能夠有效的緩解尿素水供應(yīng)不足的問題；但是，在實(shí)際操作中，周期性稀燃和富燃工況很難達(dá)到，且鉑和銠貴金屬的使用會提高成本，在燃油中硫含量過高時會發(fā)生中毒。

3 選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）

該技術(shù)就是采用40%的甲胺水溶液作為還原劑，在沒有催化劑的條件下對NOx進(jìn)行還原，主要還原成分為甲胺分子通過化學(xué)反應(yīng)生成的NH2。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，不使用催化劑，不會出現(xiàn)因SO2/SO3氧化而造成反應(yīng)容器堵塞現(xiàn)象，整個過程沒有壓力損失，占地面積小，不需要另設(shè)立反應(yīng)器等；但是，使用SNCR技術(shù)需要對胺噴入量進(jìn)行精確控制，否則會嚴(yán)重影響還原效率。

4 柴油機(jī)氧化催化技術(shù)（DOC）

該技術(shù)的工作原理是利用貴金屬催化劑，將NO轉(zhuǎn)化成氧化性更強(qiáng)的NO2，對尾氣中的顆粒物進(jìn)行氧化處理，從而降低顆粒物的排放。

就降低柴油機(jī)顆粒污染物排放而言，該技術(shù)工作可靠，由于柴油機(jī)尾氣溫度較低，氧化催化器的機(jī)械和化學(xué)劣度幾乎為零；但是，當(dāng)發(fā)動機(jī)工作出現(xiàn)異常時，氧化催化器會出現(xiàn)孔道堵塞現(xiàn)象。

5 顆粒氧化催化技術(shù)（POC）

該技術(shù)的主要通過具有強(qiáng)氧化性的NO2與催化器捕捉的微粒中的可溶性有機(jī)成分在催化劑的作用下進(jìn)行燃燒反應(yīng)，最終生成CO2，從而降低柴油機(jī)尾氣中的顆粒物的排放。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于成本低，結(jié)構(gòu)簡單；但是POC的轉(zhuǎn)化效率有限，采用POC的柴油車經(jīng)濟(jì)性差，油耗高，更重要的是，POC的轉(zhuǎn)化效率達(dá)不到國Ⅳ以上的排放要求，這直接限制了POC的使用。

6 結(jié) 論

現(xiàn)如今，柴油機(jī)尾氣后處理排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，因此，應(yīng)當(dāng)將尾氣后處理技術(shù)不斷應(yīng)用到柴油機(jī)發(fā)動機(jī)上，以減少PM和NOx的排放，進(jìn)而達(dá)到環(huán)保的目的。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-3

作者簡介：鄭明剛（1972-），研究生導(dǎo)師，副教授，1993年6月于東北大學(xué)獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位，1997年6月獲山東大學(xué)工學(xué)碩士，2000年9月獲上海交通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。

石 磊（1991-），漢族，山東濟(jì)南人，在讀研究生，研究方向?yàn)槠囯娮涌刂萍夹g(shù)及太陽能電動汽車。