中国柴油机排放后处理装置

中国柴油机排放后处理装置评价技术现状葛蕴珊北京理工大学2010年10月主要内容„柴油机排放控制的相关标准和法规；„相关测量设备；„排放产物的物理化学分析方法；„台架实验和PEMS的应用„结论柴油机在中国应用广泛国家相关标准法规„GB17691-2005规定了满足国家IV、V阶段的重型柴油机的排放标准现值和测量方法，是最基本的标准依据；„GB18352.3-2005轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ阶段）„GB20890-2007重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法„GB3847-2005车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法„GB20891-2007非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国I、II阶段）国家相关环境标准„HJ437-2008车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断（OBD)系统技术要求；„HJ438-2008车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排放控制系统耐久性技术要求„HJ439-2008车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车在用符合性技术要求；地方技术指南„北京市在国内率先进行了部分柴油车的技术改造，主要依据以下技术指南：„1.北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南-2007；„2.北京市柴油车颗粒物后处理产品评价方法实施细则柴油机改造后实施效果评价的依据„根据改造的目的和希望达到的排放标准的期望值，依据国家标准和国家环境保护标准，制订相应的技术规范，柴油机的用途不同，实验方法和评价方法也不一定相同，车用、非道路、船用等等的评价方法不尽相同„针对颗粒物的技术改造„针对NOx的技术改造„针对颗粒物和NOx的综合技术改造柴油机颗粒物后处理技术评价的关键„根据以往的经验，一般DPF都有良好的颗粒物捕集效果，关键是能否可靠再生，长期使用是否对车辆的功率油耗产生明显影响，因此评估技术的重点是耐久性的考核，以及在使用过程中的监督管理，因为一般加装DPF后会多多少少增加燃油消耗量，使用OBD技术和远程监控技术对车队实施管理师十分必要的。柴油车改造后实施效果的评价„建议首选方法是在重型车转鼓上进行实验，按照一定的实验规程，利用标准的重型发动机排放测量系统，用滤纸称重法测量改造前后的颗粒物消减效果，辅助利用颗粒物粒径分析仪器测量各不同粒径的控制效果；„在不具备上述实验条件时，可以在在用车排放检测设备上（LUGDOWN设备），利用颗粒物粒径分析设备进行测量评价；„或者在实际道路上，在等速工况下，进行测量评价，这种方法的效果受实验条件的影响较大。主要内容„柴油机排放控制的相关标准和法规；„相关测量设备和方法；„排放产物的物理化学分析方法；„台架实验和PEMS的应用„结论利用车载排放系统进行效果评估„车载排放设备能够方便的在实际运行条件下进行排放测量，进行车用柴油机、非道路柴油机的排放测量。„车载气体污染物的测量技术已经成熟，比较典型的设备有SEMTECH-DS，OBS-2000等。„颗粒物测量方法五花八门，迄今为止，没有任何一种测量技术被管理部门批准作为车载颗粒物测量技术，相关技术的评估还在进行中气态污染物测量装置气态污染物测量装置（（NONOXX,,HC,CO,COHC,CO,CO22))†SEMTECH-DS车载尾气分析系统-仪器按照美国EPA的40CFRPart1065SubpartJ的要求设计，核心分析模块小型化、防震-精度达到实验室分析仪器精度-适合于车载尾气中CO\CO2\NO\NO2\THC\O2等气体分析。†气体分析-CO/CO2分析方法：NDIR（干式）-NO/NO2分析方法：NDUV非分散紫外光谱（干式）-THC分析方法：HFID加热火焰离子监测（湿式）颗粒物测量装置0.0E+005.0E+061.0E+071.5E+072.0E+072.5E+070.010.1110Dp(μm)dN/dlogDp（个/cm3）DB20B100颗粒物测量装置MAHA-MPM4用于汽油和柴油颗粒物测量；采用激光技術，具有高稳定性；MPM4可以测量低於0.0001mm的颗粒物大小测量范围0-750mg/m3不同的颗粒物排放测量设备„在发动机实验台架上，根据相关标准对实施效果进行评价，颗粒物的基本测量方法是滤纸称重法，其它方法只能作为辅助手段；因为目前各种粒径分布测量方法都是基于气溶胶的测量原理进行实验，不同原理方法之间的差别较大，并且都不能等同滤纸称重法；„建议对技术改造后的非常规污染物进行监督评价，检验是否有新生污染物；„应按照相关耐久性标准，进行耐久性实验；主要内容„柴油机排放控制的相关标准和法规；„相关测量设备；„排放产物的物理化学分析方法；„台架实验和PEMS的应用„结论不同粒径的颗粒物的基本粒子(TEM)颗粒物的热重分析„不同粒径颗粒物中的VOF组分01020304050607080VOF相对含量(%)DB100PM-IPM-II总PMPM-III30~100nm100~255nm255~990nm柴油机排放中挥发性有机物的分析采集醛酮类化合物采集C6-C16VOCs多环芳香烃排放特性研究气相PAHs固相PAHs柴油机排放各种PAH成分对比0.050.0100.0150.0200.0250.0300.0LMWMMWHMW比排放量（μg/kW·h）DB20B100大摩尔小摩尔中摩尔萘和菲是PAHs排放中相对含量最高的两种物质，二者占PAHs总排放的50%以上。气相PAHs排放中以萘排放量最多，占40%以上；而固相PAHs排放中以菲最多，均在30%以上。萘(Nap)1菲(PA)2主要内容„柴油机排放控制的相关标准和法规；„相关测量设备；„排放产物的物理化学分析方法；„台架实验和PEMS的应用„结论轻型车整车实验重型柴油机台架实验重型柴油车整车排放实验简易测功机上进行的重型车整车实验工程机械的排放测量试验预备试验准备测试过程1.测试设备连接2.外接电源固定3.流量计固定1.设备预热2.设备标零3.最后检查1.车载测试2.测试过程3.数据监视工程机械排放测试实施过程SEMTECH-DS流量计典型实例挖掘机测试平地机测试压路机测试挖掘机测试工程机械的排放测量车载排放测量实验船舶排放测量主要内容„柴油机排放控制的相关标准和法规；„相关测量设备；„排放产物的物理化学分析方法；„台架实验和PEMS的应用„结论结论„柴油机排放后处理装置的技术评价应当基于相关国家标准，并辅助PEMS测量技术；„应当重点考核柴油机排气后处理装置的可靠性和耐久性；„各种后处理装置都不应该产生新的污染物，特别是新的有毒有害污染物；„在颗粒物的各种测量技术中，滤纸称重法是基准，也是最基本的测量方法，粒径分析技术是有效的辅助手段；„PEMS是简单易行的测量评价方法，可以应用在各种不同的场合，但容易受到各种外界因素（如环境温度、湿度、大气压力、道路坡度等）的影响；„谢谢！联系地址：葛蕴珊北京理工大学机械与车辆学院排放实验室100081Email：[e-mail]@163.com