2019年7月29日,生态环境部办公厅正式发文《关于加快推进非道路移动机械摸底调查和编码登记工作的通知》,全国加快开展非道路移动机械摸底调查和编码登记,划定非道路移动机械排放控制区,严格管控高排放非道路移动机械。
通知强调按照《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》要求,于2019年年底前完成在用非道路移动机械摸底调查和编码登记。对于使用老旧工程机械的用户来说,是一个严峻的考验,很多在控制区内的工程都无法参与。
与此同时,国四排放标准预计2020年下半年到2021年上半年实施。面对越来越严格的排放标准,发动机生产厂家都有哪些招数应对呢?新的排放标准对用户又会产生哪些影响呢?
1.国四排放标准“近在咫尺”
2019年2月26日生态环境部发布关于征求《〈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(中国第三、四阶段)〉(GB20891-2014)修改单(征求意见稿)》意见的函。其中有5处修改意见,最引人关注的就是第三条:“自2020年12月1日起,凡不满足本标准第四阶段要求的非道路移动机械不得生产、进口、销售;不满足本标准第四阶段要求的非道路移动机械用柴油机不得生产、进口、销售和投入使用。”
各阶段排放标准实施日期
国一标准,2007年10月1日开始实施。
国二标准,2009年10月1日开始实施。
国三标准,2015年10月1日起不满足排放的发动机禁止销售,主机则是2016年4月1日开始实施。
国四标准,预计2020年下半年到2021年上半年实施。
2.有哪些技术路线可选择?
缸内技术
在国三时代,非道路柴油机技术迎来了大的变革。电控技术首次应用在非道路柴油机上,通过精确控制燃油喷射时间以及喷射量,达到国三排放标准。
高压共轨或单体泵技术可以在燃烧阶段很好地减少排放污染物的产生,增压中冷及废气再循环技术(EGR)则是进一步改善燃烧环境,减少排放。这3者是国三升级普遍采用的技术方案,也是国四阶段可选择的缸内减排技术。
后处理技术
在国四标准给出的污染物排放限值中,主要是对一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)以及颗粒物(PM)做出了限定。一般来说,CO和HC的排放限值容易达到,所以并不需特别对待,需采取措施的是氮氧化物和颗粒物。由于国三时期已经解决了电控技术在非道路柴油机上的应用难题,所以国四升级的技术方案选择更多的是在后处理上。
发动机企业大多技术路线采用高压共轨+EGR(可选)+不同的后处理技术,具体有哪些技术可供选择,我们简单介绍一下。
DOC
DOC是英文”DieselOxidationCatalyst“的缩写,中文名”氧化型催化器“。
DOC主要有三个作用:
(1)降低HC(碳氢化合物)排放:将尾气中未燃烧的HC、润滑油HC氧化为H2O、CO2;
(2)将NO氧化为NO2:NO2将DPF捕集的碳颗粒氧化为气态的CO2;
(3)氧化喷入排气管的燃油:氧化柴油放热使DPF温度升高,DPF内碳与氧气反应为CO2
DPF
DPF是英文”DieselParticulateFilter“的缩写,中文名”壁流式颗粒捕集器“。
这是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉,能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90%以上。
捕捉到的微粒排放物质随后在车辆运转过程中燃烧殆尽。它的工作基本原理是:柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、铑、钯,柴油发动机排出的含有炭粒的黑烟,通过专门的管道进入发动机尾气微粒捕集器,经过其内部密集设置的袋式过滤器,将炭烟微粒吸附在金属纤维毡制成的过滤器上;当微粒的吸附量达到一定程度后,尾端的燃烧器自动点火燃烧,将吸附在上面的炭烟微粒烧掉,变成对人体无害的二氧化碳排出。
SCR
SCR是英文“SelectiveCatalyticReduction”的缩写,中文名”选择性催化还原“。
选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺,即在催化剂的作用下,喷入还原剂氨或尿素,把尾气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理,通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒PM的产生,而后在机外处理富氧条件下形成的氮氧化物,及时用车用尿素(车用尿素在一定温度下分解生成氨)对氮氧化物(NOx)进行选择性催化还原,从而达到既节能、又减排的目的,该项技术是欧洲主流技术