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案例發布 | 基于柴油機顆粒物過濾器和SCR的柴油機減排改造技術典型應用案例

2019-04-30 09:42:31來源:中國環保產業協會 閱讀量:23162

導讀:為貫徹《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》,推動大氣污染防治領域技術進步,滿足污染治理對先進技術的需求,生態環境部編制并發布了2018年《國家先進污染防治技術目錄(大氣污染防治領域)》(生態環境部公告2018年第76號)(簡稱《目錄》)。
  在生態環境部指導下,中國環境保護產業協會具體承擔《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關方使用《目錄》,我會配套編制了《目錄》典型應用案例,將陸續在微信平臺上發布。所有案例均來自目錄入選項目的申報材料,案例內容經業主單位和申報單位蓋章確認。
 
  (一)
 
  技術概要
 
  工藝路線
 
  尾氣經柴油機氧化催化器將一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃燒的碳氫化合物和碳顆粒部分氧化為二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2),同時提高尾氣溫度,經催化型柴油機顆粒過濾器去除顆粒物并連續被動再生,經閉環控制SCR去除NOx,實現尾氣中顆粒物和NOx減排。
 
  主要技術指標
 
  用于國III柴油車升級改造,NOx排放可滿足國IV新車排放標準;顆粒物排放可滿足國V排放標準。
 
  技術特點
 
  對在用柴油車進行改造治理,可實現NOx和顆粒物同時減排。
 
  適用范圍
 
  柴油機排放治理。
 
  經典案例
 
  案例名稱
 
  武漢柴油車后處理尾氣凈化裝置升級改造治理項目
 
  業主單位
 
  武漢市機動車排氣污染防治管理中心。
 
  案例概況
 
  武漢市機動車排氣污染防治管理中心“武漢柴油車后處理尾氣凈化裝置升級改造治理”試點工作,參與武漢市改造柴油車1600多臺,是全國范圍內首次將降顆粒物和降氮氧化物“雙降”和車載在線監控(OBOLS)系統投入商業使用。
 
  項目涉及社會多個業主,污染特征為PM+NOx超標排放。2014~2015年間陸續投入使用,至今已經正常運行3年多。
 
  尾氣經柴油機氧化催化器將一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃燒的碳氫化合物和碳顆粒部分氧化為二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2),同時提高尾氣溫度,經催化型柴油機顆粒過濾器去除顆粒物并連續被動再生,經閉環控制SCR去除NOx,實現尾氣中顆粒物和NOx減排。
  工藝流程
 
  工藝流程如下圖所示:
  污染防治效果和達標情況
 
  不需要對發動機以及后處理系統進行復雜的標定工作,減少研發開支,縮短新產品開發時間;改變了后處理系統控制策略需要與發動機進行一對一搭配的傳統方法,使得后處理系統控制系統成為普適性產品,減少發動機標定成本和環保公告(信息目錄)測試成本;實時在線監控使得發動機排放情況得到實時跟蹤,利用無線網絡和后臺服務器自動跟蹤、檢測、篩選所有道路車輛排放狀況。用于國III柴油車升級改造,NOx排放可滿足國IV新車排放標準;顆粒物排放可滿足國V排放標準。
 
  二次污染治理情況
 
  氨逃逸對環境造成毒害,尿素噴射策略可以十分精確地評估SCR催化劑的氨儲量狀態,確保SCR內氨儲量處于最佳狀態:既能夠滿足減排所需要的NOx轉化率,也能夠最大限度避免氨泄漏,尤其是在發動機突然卸載時的氨泄漏。這種控制策略簡單地可以理解為饑餓控制法,永遠保持SCR的氨儲存量處于饑餓狀態(不滿狀態),使得尿素噴射永遠不會過量。即使偶爾出現氨供應過量。由于采用了SCR與降顆粒物系統搭配,避免被動再生系統可能產生的過量NO2排放。
噴射系統生產線
 
發動機試驗臺架
 
  主要工藝運行和控制參數
 
  人工智能控制系統通過NOx傳感器、PM(C載量)傳感器或者壓差傳感器、溫度傳感器以及發動機CAN通訊協議或者NOx、PM、排氣溫度、發動機工況等信息,對發動機排放特征(PM累積速率、NOx排放特征)以及催化劑(DOC、CPDF、SCR)特性通過深度學習進行計算并作為控制輸入,利用隨機系統對發動機工況進行預測,制定并優化DPF再生與尿素噴射策略。
 
  投資費用
 
  單臺改造費用以7升排量發動機為例,大約在3.5萬元。
 
  運行費用
 
  國3車輛改造需要按時加注車載尿素,尿素費用約為燃油費用的1.5%。
 
  能源、資源節約和綜合利用情況
 
  高精度長壽命尿素計量泵,設計使用壽命2萬h。
 
  申報單位:武漢洛特福動力技術有限公司
 
  (二)
 
  技術概要
 
  工藝路線
 
  尾氣經柴油機氧化催化器將一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃燒的碳氫化合物和碳顆粒部分氧化為二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2),同時提高尾氣溫度,經催化型柴油機顆粒過濾器去除顆粒物并連續被動再生,經閉環控制SCR去除NOx,實現尾氣中顆粒物和NOx減排。
 
  主要技術指標
 
  用于國III柴油車升級改造,NOx排放可滿足國IV新車排放標準;顆粒物排放可滿足國V排放標準。
 
  技術特點
 
  對在用柴油車進行改造治理,可實現NOx和顆粒物同時減排。
 
  適用范圍
 
  柴油機排放治理。
 
  經典案例
 
  案例名稱
 
  鄭州交通運輸集團有限責任公司柴油機尾氣后處理加裝項目
 
  業主單位
 
  鄭州交通運輸集團有限責任公司
 
  案例概況
 
  規模:改造總數455臺。
 
  驗收時間:2018年1月。
 
  現狀:車輛所裝產品目前被實時聯網監控,產品性能、運行狀態、使用狀態良好。
  工藝流程
 
  尾氣經柴油機氧化催化器將一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃燒的碳氫化合物和碳顆粒部分氧化為二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2),同時提高尾氣溫度,經催化型柴油機顆粒過濾器去除顆粒物并連續被動再生,經閉環控制SCR去除NOx,實現尾氣中顆粒物和NOx減排。
 
  污染防治效果和達標情況
 
  鄭州市環境保護局,對于國三柴油車高污染源治理,按《在用柴油車排氣污染物測量方法及技術要求(遙感檢測法)》HJ 845和正在修訂的《車用壓燃式發動機和壓燃式發動機汽車排氣煙度排放限值及測量方法》(GB 3847-2005)和《點燃式發動機汽車排氣污染物限值及測量方法》(GB 18285-2005),要求改裝車輛尾氣排放滿足NOx≤350ppm,煙度≤0.7/m。
 
  二次污染治理情況
 
  通過閉環精確控制尿素噴射量避免過量氨氣排入大氣。本產品在發動機穩態運行工況下氨泄漏量達到29ppm,瞬態工況下氨泄漏量達到2ppm。
  主要工藝運行和控制參數
 
  用于國III柴油車升級改造,NOx排放可滿足國IV新車排放標準,顆粒物排放可滿足國V排放標準。
 
  投資費用
 
  2011~2015年期間投入基礎和設備費用7998.56萬元,通過2011~2017年的運行,設備殘值截止2018年3月余額3567萬元。產品成本合計2.783萬元/臺。
 
  運行費用
 
  改裝設備每年運行費用2546元/臺。
 
  能源、資源節約和綜合利用情況
 
  按全年運行280天計算,改造車輛PM每年減排量約9.8t、NOx每年減排量約300.2t。
 
  申報單位:鄭州精益達汽車零部件有限公司
 
  原標題:案例發布 | 基于柴油機顆粒物過濾器和SCR的柴油機減排改造技術典型應用案例

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