北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南

北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南编制单位：北京汽车研究所有限公司2007年12月目次前言.............................................................................................................................................................III1.适用范围........................................................................................................................................................12.规范性引用文件............................................................................................................................................13.术语与定义....................................................................................................................................................14.后处理产品工作原理....................................................................................................................................15.后处理产品的评价........................................................................................................................................26.后处理产品应满足的条件............................................................................................................................27.后处理产品的匹配和安装............................................................................................................................28.治理后车辆的验收........................................................................................................................................39.治理后车辆的使用要求................................................................................................................................410.车辆所有者的职责........................................................................................................................................411.后处理产品供应商（含改装企业）的职责................................................................................................4附录A（规范性附录）壁流式柴油车颗粒物后处理产品评价方法...............................................................6附录B（规范性附录）柴油车颗粒物质量浓度测试方法...................................................................................9附录C（资料性附录）北京市柴油车排放改造治理后处理产品安装单推荐格式......................................10附录D（资料性附录）后处理产品推荐结构型式.........................................................................................11II前言北京市机动车增长迅速，截至2007年11月已超过了310万辆，机动车排气污染已成为污染大气环境、危害人类健康的主要来源之一。为有效控制机动车污染，自1998年以来北京市采取了大量有效措施：严格新车标准，控制了污染增量；严格I/M制度，大大削减了污染物的存量。几年来，在机动车保有量猛增的情况下，市区空气质量中与机动车排放相关的CO、NOx分别下降了36%和10.8%。但是，北京市改善空气质量的任务仍十分艰巨，一年当中，可吸入颗粒物为首要污染物的天数占到95%以上。因此，减少可吸入颗粒物的污染是改善我市空气质量的重中之重。众所周知，柴油车辆在具有动力性和经济性优势的同时，其排放的颗粒物污染严重。有关研究表明，北京市可吸入颗粒物中，约有23%来自于机动车排放或与其相关的污染。在机动车排放的颗粒物中，占机动车总量6.6％的柴油车，颗粒物的排放量占到机动车总排放量的63％。柴油车排放的颗粒物粒径通常在10-1000纳米之间，且含有多种有毒物质，严重危害人体健康。近些年来，世界各国高度重视柴油车颗粒物排放污染及对人体健康的影响，不仅对新车制订了日益严格的排放要求，许多国家和地区还对在用柴油车进行了大规模治理改造。用于柴油车颗粒物排放治理的产品，按照工作原理基本分为三类：氧化型催化转化器（DOC），颗粒物降低率为25％左右；部分流式颗粒物过滤器（PDPF），颗粒物降低率为50%左右；壁流式颗粒物过滤器（WFDPF），颗粒物降低率为80%以上。已经开展在用柴油车颗粒物排放改造治理且卓有成效的有欧洲、美国、日本、韩国等，其技术路线发展趋势倾向于壁流式颗粒物过滤器。为有效降低柴油车颗粒物排放，北京市环保局已对柴油车颗粒物排放治理进行了深入试验研究：2005年与美国环保局合作，采用美国环保局认证的后处理产品，开展了“北京市柴油公交车排放改造示范项目”；2006年通过公开征集产品的方式开展了“北京市柴油车排放改造治理可行性研究”项目；2007年初，通过公开招标方式开展了100辆在用柴油车的改造治理示范项目。北京市的研究结果表明，采用后处理的方式对在用柴油车进行排放治理，减少颗粒物排放是可行的和有效的，颗粒物的削减效果十分显著。为使治理后车辆的颗粒物排放达到或接近国Ⅳ标准，应选择颗粒物降低率在80%以上的壁流式颗粒过滤器适应产品。为科学指导对颗粒物后处理产品的评价、安装、使用和维护，确保产品质量，特制定本技术指南。本技术指南适应于北京市在用柴油车采用颗粒物过滤器进行的排放治理。本技术指南的附录A、附录B为规范性附录，附录C、附录D为资料性附录。III北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南1.适用范围本技术指南适应于北京市在用柴油车采用壁流式颗粒物过滤器进行的排放治理。2.规范性引用文件下列文件所包含的条文，通过在本技术指南中引用而构成为本技术指南的条文。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本技术指南。GB17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）》GB/T17692《汽车用发动机净功率测试方法》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》DB11/121《在用柴油车加载减速烟度排放限值及测量方法》DB11/239《车用柴油》3.术语与定义下列术语和定义适用于本技术指南。3.1颗粒物指从发动机排气系统排放到大气中的碳颗粒、灰分颗粒、金属颗粒、有机物颗粒和无机盐颗粒等物质。3.2后处理产品指安装在车辆排气系统中，通过催化转化和/或过滤及再生的工作方式，减少柴油车排气中颗粒物排放及气态污染物排放的装置。本技术指南中特指壁流式颗粒过滤器。3.3排气背压指在后处理产品入口处、排气管内测得的绝对压力。3.4入口温度指在后处理产品入口处、距载体前端面100±50mm、排气管几何中心处测得的发动机排气温度。3.5载体指后处理产品中，用于支撑催化剂涂层，或过滤排气中颗粒物的构件。3.6催化剂指能促进或加速化学反应的物质（如促使滞留在后处理产品内的碳颗粒转化成CO2的物质）。催化剂既可以涂敷在后处理产品载体上，也可以加注在燃油中。3.7污染物降低率指按下式计算的污染物降低百分比：R=IFILLL—×100％其中：R：污染物降低率；LI：被试产品入口处测得的污染物排放量；LF：被试产品出口处测得的污染物排放量；4.后处理产品工作原理壁流式颗粒过滤器通过过滤、再生去除柴油车排气中的颗粒物。通常包括过滤器、再生控制系统和监测装置。1北京市柴油车颗粒物排放治理技术指南4.1过滤过程指全部排气穿过载体的壁面，对颗粒物进行拦截和过滤的过程。载体材料主要为：堇青石、碳化硅或钛酸铝等。4.2再生过程指去除存储在载体上的颗粒物，恢复过滤能力的过程。通常分为主动再生和被动再生两种方式。主动再生：指向后处理产品提供附加能量，使碳烟颗粒物通过燃烧方式转化成气态物质的再生方式。其化学反应式为：C+O2→CO2。包括喷油燃烧、电加热燃烧等。被动再生：指不需要外部干预的再生方式，如利用催化剂活性物质促进碳颗粒物通过化学反应转化成气态物质的连续再生方式。连续再生方式的化学反应式如下：2NO+O2→2NO22NO2+C→CO2+2NONO2+C→CO+NO5.后处理产品的评价本技术指南规定的后处理产品，应按照《壁流式柴油车颗粒物后处理产品评价方法》（附录A）进行评价。产品性能评价的检测机构应同时具备以下条件：参与过北京市相关项目研究，在其中承担过试验、检测工作；具有国家汽车产品质量检测资质。6.后处理产品应满足的条件6.1后处理产品必须满足的条件6.1.1评价检测结果符合附录A的有关要求。6.1.2适应北京市地方柴油标准DB11/239规定的柴油，并能可靠工作；6.1.3使用寿命不得少于15万公里或3年（以先到者为准）；6.1.4必须具备工作性能监测系统，提示工作状态（正常、可能出现故障、已发生故障）；6.1.5产品必须密封，不允许有可开启的泄气口；6.1.6结构形式应便于维护保养（参照附件D），最短维护周期应不少于5000公里；6.1.7符合相关安全规定，包括停车后停止主动再生过程、在特殊场合（如加油站、易燃易爆场所等）强制终止主动再生、隔热防护措施、停车后全车断电、不得影响车辆制动性能、不得影响车辆电气系统安全等；6.1.8应有详细的使用维护说明书。7.后处理产品的匹配和安装7.1后处理产品的匹配7.1.1后处理产品与车辆排放车辆排放水平不同，排放的颗粒物质量浓度和颗粒特征也会不同。后处理产品应与被治理车辆实际排放状况相适应，保证在使用寿命期内正常过滤和再生。7.1.2后处理产品与入口温度车辆类型及工作状态不同，排气温度会不同。如采用被动再生方式的颗粒过滤器，再生条件必须与入口温度适应。入口温度应以