国研研究院：国六后处理关键技术解读

2019年8月，国六排放标准正式实施。相对于国五标准，国六在CO、HC、NOx等排放指标上更加严格，单一的技术将无法达到标准，无论是轻型柴油机还是重型柴油机都需要同时装备DPF、DOC、SCR才能满足排放要求，DPF的重要性日渐凸显，DPF需求将迎来爆发。对于从业者来说，是新的挑战，更是新机遇！

1、柴油机污染物的排放与危害

柴油机排放的污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、及颗粒物(PM)，颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)是柴油机排放中的主要污染物。

2、国六后处理技术

后处理排放技术是一种对发动机排出的废气进行适当处理已减少废气对环境造成的污染的技术。燃油喷射系统主要应用于国二、国三，后处理排放技术针对国四以上排放国标。

为了实现排放达到国六标准，设计师在发动机以及后处理系统上做了很大的改进。按大类分可以分为两类。一类是高效SCR+DOC+DPF的路线，一类是EGR+DOC+DPF+SCR路线。

EGR:废气再循环Exhaust Gas Recirculation

EGR作用是把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸,降低温度，降低氧含量，减少NOx产生。

DOC:氧化型催化器 Diesel Oxidation Catalyst

DOC是一种氧化催化器，在国六系统中，DOC至关重要 ，其主要作用有以下三点：

① 将废气里的NO（一氧化氮）转化为NO2（二氧化氮），当废气温度高于300°C后，NO2能够将DPF捕集到的颗粒再生掉（被动再生）。

② 将废气里的NO（一氧化氮）转化为NO2（二氧化氮），当废气中NO2比例上升后，能够迅速提升SCR的转化效率能力。

③ 当主动再生需要被激活时，DOC将IU（燃油喷射单元）喷入的柴油氧化，把废气温度提高到600°C左右。

SCR:选择性催化还原 Selective Catalytic Raduction

SCR早期应用于工厂工业脱硝，其基本原理是：在废气中加入氨气（NH3） ，当温度满足一定条件时，在催化剂的作用下，NH3和废气中的NOx迅速反应，最终NOx被还原为无毒的氮气（N2）

随着柴油机排放污染物日益加重，SCR技术被考虑应用于来降低柴油机废气中的NOx，由于NH3不容易存储，且本身也具有毒性，采用毒性更低且容易存储的尿素溶液来代替NH3，尿素溶液在150℃以上排气中能够迅速水解，生成NH3。

DPF:壁流式颗粒捕集器 Diesel Particulate Filter

DPF为柴油颗粒捕捉器的缩写，后处理过程的第二部，也是三段式排气管中的第二段，主要作用是捕捉PM颗粒，对PM的削减能力在90%左右。

当DPF装置捕捉足够多的颗粒物后，为了避免堵塞，会对捕捉的颗粒物进行消解，这个过程叫做DPF再生，再生过程分为主动和被动两种形式。

被动再生：将NO在DOC中氧化为NO2，NO2比NO活跃，在250°C~450°C时氧化碳颗粒。

主动再生：实际运行工况时，排气温度达不到被动再生条件（排气温度250°C~450°C），需通过喷油在DOC中发生氧化反应，将排气温度提高到550°C以上，使碳燃烧氧化反应生成二氧化碳。