一、柴油機發(fā)電機尾氣治理專篇
柴油發(fā)電機組在各行業(yè)應(yīng)用廣泛，隨著環(huán)保政策的進(jìn)一步深入，柴油機行業(yè)的脫硝也漸漸成為行業(yè)內(nèi)重點要求的對象。
國家先后出臺了，《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法》、《非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法》、13.1、GB/T8190.4《往復(fù)式內(nèi)燃機 排放測量 第 4 部分不同用途發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)試驗循環(huán)》
13.2、GB/T16157《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》 等要求
我公司緊跟市場需求，在借鑒吸收國際上柴油發(fā)動機尾氣中碳煙顆粒物（PM）治理 的主流技術(shù)上， 有效減少柴油發(fā)動機碳煙顆粒物的排放、減少氮氧化物排放。
二、碳煙顆粒物（PM）形成機理及解決方案
碳煙顆粒在發(fā)動機急加速過程或大負(fù)荷時出現(xiàn)，主要成分為碳煙顆粒，微粒直徑較
大，直徑范圍寬。柴油發(fā)動機碳煙顆粒主要是在高溫缺氧環(huán)境下生成（如圖1）
圖1 柴油發(fā)動機碳煙顆粒物形成機理圖
2.1解決方案
加裝型柴油發(fā)電機組尾氣凈化器（以下簡稱凈化器）的過濾材料為陶瓷碳煙
微粒捕集器(Diesel Particulate Filter,即DPF)，其結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，捕集幾何面積大，捕集效果好，且具有良好的耐熱性及機械耐久性，是現(xiàn)代國際上主流的碳煙凈化濾芯。DPF結(jié)構(gòu)圖
(如圖2) 陶瓷碳煙捕集器圖
圖2 陶瓷碳煙微粒捕集器（DPF）結(jié)構(gòu)圖
2.2 裝置的介紹
BST系列柴油車尾氣后處理凈化裝置（DPF）是安裝在柴油機排氣系統(tǒng)中，通過過濾來
降低排氣中顆粒物（PM）的裝置。DPF 通過表面和內(nèi)部混合的過濾裝置捕捉顆粒，例如擴散、沉淀、慣性沉淀或者線性攔截，能夠有效地凈化排氣中90％～98％的顆粒，是凈化柴油機顆粒物最有效、最直接的方法之一,已在國際上實現(xiàn)了商品化。，柴油機排氣后處理系統(tǒng)柴油顆粒過濾器（DPF）、等集成為一體來控制柴油機排放。 尾氣凈化系統(tǒng)為 DOC+CDPF，其工作原理是通過 DOC 表面涂覆的貴金屬催化劑處理掉柴油發(fā)動機尾氣中的 CO、HC 和部分顆粒物（PM），再由表面涂覆催化劑的顆粒捕集器（又稱 CDPF）攔截掉 PM 并在再生溫度達(dá)到時將其再生。催化劑的運用在該系統(tǒng)內(nèi)的主要作用是降低反應(yīng)所需的溫度，因此可以利用發(fā)動機自身排氣溫度，一般為 200~500℃來實現(xiàn)DPF 中顆粒的連續(xù)被動再生。
DOC：柴油氧化催化劑(Diesel Oxidation Catalyst)
一般是指的涂覆了貴金屬催化劑的在陶瓷或金屬載體，DOC 在我們的連續(xù)被動再生系
統(tǒng)中，DPF 往往需要搭載催化劑涂層或耦合上游的 DOC，耦合的 DOC 將 NO 氧化為
NO2，再用氧化性極強的 NO2 氧化捕集的顆粒，使堆積在過濾體的顆粒在 260℃左右
過濾沉積，一邊氧化燃燒，保持動態(tài)平衡，過濾體在低背壓下長期連續(xù)運行，從而延長 再生周期，減少主動再生次數(shù)。DOC 的有效工作溫度范圍為 200℃～350℃之間，其可以氧化顆粒中的 SOF，降低顆粒排放，同時也可以氧化排氣中的 CO、HC，釋放氧化熱加熱 DPF。
CDPF：Catalyzed Diesel Particulate Filter
現(xiàn)在最為成功的柴油機顆粒物捕集器就是以壁流式堇青石蜂窩陶瓷載體（DPF），這種濾 芯的外形和蜂窩陶瓷催化劑相似，但相鄰的兩個孔道，一個在進(jìn)氣口處被堵住，另一個在出 口處被堵住，排氣從一個空袋流入后，必須穿過陶瓷的多孔性壁面從相鄰孔道流出，結(jié)果排 氣中的 PM 就被沉積在各流入孔道的壁面上。在 DPF 上會被涂上一層貴金屬催化劑，配合前段的 DOC 共同作用下，使 DPF 中的顆粒在較低溫度下氧化達(dá)到 DPF 持續(xù)再生。
DOC+CDPF 裝置原理圖
利用上游的 DOC，耦合的 DOC 將 NO 氧化為 NO2，再用氧化性極強的 NO2 氧化捕集的顆粒，使堆積在過濾體的顆粒在 250℃左右發(fā)生激烈的氧化反應(yīng)，顆粒一邊過濾沉積，一邊 氧化燃燒，保持動態(tài)平衡，過濾體在低背壓下長期連續(xù)運行，從而延長再生周期，減少主動 再生次數(shù)。
其反應(yīng)方程式為：[C]+ 2NO2 CO2 + 2NO
DOC 的有效工作溫度范圍為 200℃～450℃之間，除了可以氧化顆粒中的顆粒物（PM），
降低顆粒排放，同時也可以氧化排氣中的 CO、HC，釋放氧化熱加熱 DPF，為后續(xù)再生提供一 定熱源。在 DPF 也涂有貴金屬催化劑可以使得在 DPF 中已經(jīng)被還原為 NO 的 NO2，就在DPF 中再次被氧化成 NO2 立刻再與碳顆粒發(fā)生反應(yīng)。
反應(yīng)方程式為：NO + ? O2→ NO2 [C]+ 2NO2 CO2 + 2NO
在 DOC 和 CDPF 催化劑的共同作用下，使 DPF 中的顆?？梢栽谳^低溫度下不斷的被氧 化成為 CO2 排出 DPF，這就是高效的連續(xù)被動再生顆粒捕集裝置。
通過柴油氧化催化劑將柴油機尾氣中的 CO 和 HC 氧化為無害的 H2O 和 CO2，同時也把 NO 氧化成為 NO2。柴油機主要尾氣排放物 NOx，基本是由 NO 和 NO2 在缸內(nèi)高溫燃燒所產(chǎn) 生，而在燃燒排出的煙氣中約 90%以上為 NO。DOC 氧化 NO 為 NO2 的能力其實是該系統(tǒng)最關(guān)鍵的因素。因為，碳顆粒在空氣中一般需要 550~600℃的高溫才可以被氧化成 CO2，但是NO2 可以讓顆粒物在 200 多度左右時候就開始氧化，因此，整個系統(tǒng)的再生溫度被大大的降低了。
2.3 功能簡介
BST系列柴油車尾氣后處理凈化裝置（DPF）， 用于在用柴油機的排放改造升級，可有
效去除尾氣中CO/HC/PM等尾氣污染物有害成分，使目標(biāo)柴油機尾氣排放達(dá)到或低于國家法律 法規(guī)或當(dāng)?shù)丨h(huán)保局要求的尾氣污染物排放限值。
三、SCR 系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)（降氮氧化物）
本項目采用的脫硝工藝為常溫段布置，設(shè)備安裝在排煙管段≦400℃管段上， 使催化劑高活性范圍控制在300---420（或者更高至550)℃。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 控制器是控制系統(tǒng)的核心部件，通過對傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行采樣、控制來實現(xiàn)系統(tǒng)的控制策略。
3.1 系統(tǒng)組成
SCR系統(tǒng)主要由尿素罐、尿素泵、壓縮空氣罐、計量供給裝置、SCR控制器、尿素噴射裝置、SCR 催化器和傳感器等組成.
3.2、工藝流程說明
SCR 脫硝技術(shù)主要由尿素存儲罐、尿素噴射箱、噴射柜、噴嘴、SCR 控制、SCR 反應(yīng)室等部分組成。尿素以計算好濃度(32.5%-40%）的溶液的形態(tài)儲存于尿素罐中，在尿素噴射箱中在壓縮機、尿 素泵的作用下送到噴槍，然后在與煙氣和空氣充分混合進(jìn)入 SCR 反應(yīng)室。當(dāng)煙氣經(jīng)過 SCR反應(yīng)室的催化層時，發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)。本項目適合采用的脫硝工藝為常溫段布置，催化劑使用常規(guī)溫度下， 可以在 300-420℃ 度范圍內(nèi)正常穩(wěn)定運行，尿素在該溫度區(qū)域也能徹底分解，達(dá)到最佳使用效果。運行數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)傳，便于售后服務(wù)。
3.2 脫硝設(shè)備外形圖
