SCRi凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和凈化過(guò)程
發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理凈化措施和閉式的煙塵顆粒過(guò)濾器是目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)配置方案，但是其他的技術(shù)方案同樣也能有效地降低有害物質(zhì)的排放。
德國(guó)Emitec公司研發(fā)的開(kāi)式紊流金屬觸媒催化器和永久再生技術(shù)，Emcon凈化技術(shù)公司研發(fā)的可清除廢氣排放系統(tǒng)中殘余的燃油并使得顆粒過(guò)濾器再生的廢氣蒸發(fā)器，以及HJS公司研發(fā)的利用“加熱螺線管”提高廢氣溫度的技術(shù)，都是一些很好的解決方案。
Emitec公司的SCRi凈化系統(tǒng)
Emitec公司研發(fā)了SCRi凈化系統(tǒng)。這是一種將顆粒過(guò)濾器、SCR三元催化器、NOX催化器以及尿素噴射系統(tǒng)組合在一起的廢氣凈化系統(tǒng)。所有的催化器孔芯都帶有金屬膜，設(shè)計(jì)為開(kāi)放式的紊流結(jié)構(gòu)。其分流式低置過(guò)濾器保證了各種介質(zhì)最佳的混和，產(chǎn)生的廢氣背壓也很低，從而有利于降低燃油消耗。
NOX催化器能夠清除廢氣中的NOX和CO。另外，Emitec公司還利用它盡可能多的從廢氣氣流中生成NO2。所生成的NO2連續(xù)地使顆粒過(guò)濾器得到再生。在煙塵顆粒過(guò)濾器中，每一個(gè)孔芯都有極精細(xì)的金屬纖維網(wǎng)。據(jù)Emitec公司介紹，這種煙塵過(guò)濾器可以清除大約60％～90％的微小顆粒。
除此以外，Emitec公司還向顆粒過(guò)濾器中噴射尿素，使廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換為氮和水。為加速這一反應(yīng)過(guò)程，在孔芯表面涂敷了一層TiO2材料的反應(yīng)加速涂層。在氨的幫助下，后續(xù)的SCR選擇性催化器能夠把NOX分解為純凈的氮和水。
若在SCR選擇性催化器后還有殘留的氨，則可用一個(gè)盤(pán)狀的氧化還原催化器將殘存的氨轉(zhuǎn)換為氮和水。依靠這一保障方式可以避免氨的泄漏，而且還可以將SCR選擇性三元催化器制成很小的體積，整個(gè)SCRi凈化系統(tǒng)的體積比傳統(tǒng)的SCR三元催化器系統(tǒng)減小了25％～30％。
由于采用了先進(jìn)的燃燒技術(shù)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣溫度越來(lái)越低，而且越來(lái)越多的轎車(chē)配備了起步—停車(chē)自動(dòng)裝置，從而對(duì)催化器快速升溫和煙塵顆粒過(guò)濾器連續(xù)過(guò)濾帶來(lái)不利影響。因此，Emitec公司使用了金屬材料的催化器機(jī)體，可根據(jù)需要進(jìn)行電加熱。
Emcon凈化技術(shù)公司研發(fā)的廢氣凈化蒸發(fā)器
Emcon凈化技術(shù)公司研發(fā)設(shè)計(jì)了一種廢氣凈化蒸發(fā)器，它對(duì)傳統(tǒng)的顆粒過(guò)濾器的再生有著很好的輔助支持作用，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在工作點(diǎn)、負(fù)載點(diǎn)的補(bǔ)充噴射有著很好的補(bǔ)充，能夠防止在這些工況下出現(xiàn)混和氣過(guò)稀的危險(xiǎn)，幫助達(dá)到要求的排氣溫度。這些性能在短距離行駛或市內(nèi)行駛是非常需要的。
為此，該系統(tǒng)用一個(gè)小型的泵從普通的燃油油路中取出一點(diǎn)點(diǎn)燃油，噴射到排氣系統(tǒng)中，并用火花塞點(diǎn)燃，在NOX催化器之前再次導(dǎo)入排氣系統(tǒng)，以提高廢氣排放溫度。
據(jù)Emcon公司介紹：當(dāng)車(chē)輛配備了下置式顆粒過(guò)濾器時(shí)，使用廢氣凈化蒸發(fā)器可以節(jié)約大量燃油，與采用發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)提高溫度相比，最多可減少50%的后續(xù)補(bǔ)充噴射燃油。廢氣蒸發(fā)過(guò)濾器可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。
HJS顆粒過(guò)濾器再生系統(tǒng)
HJS公司研發(fā)的是與Emitec公司類(lèi)似的電動(dòng)支持的顆粒過(guò)濾器再生系統(tǒng)。只是這家公司的顆粒過(guò)濾器再生技術(shù)不是直接再生。他們?cè)诖呋骰w上設(shè)計(jì)了很多的加熱線圈，依靠催化器基體的熱輻射提高煙塵顆粒過(guò)濾器的燃燒溫度。其前提條件是：燒結(jié)材料的顆粒過(guò)濾器，在陶瓷材料的顆粒過(guò)濾器中無(wú)法利用這一加熱原理，因?yàn)樘沾刹牧线^(guò)濾器的通道沒(méi)有相互關(guān)聯(lián)的煙塵層。
為了加速煙塵的燃燒，HJS公司在柴油中添加了一種添加劑，使得煙塵燃燒的溫度從600℃下降到400℃。在電氣加熱系統(tǒng)的幫助下，在發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)工作點(diǎn)幾乎都可以實(shí)現(xiàn)顆粒過(guò)濾器的再生。
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