案例发布 | 基于柴油机颗粒物过滤器和SCR的柴油机减排改造技术典型应用案例

在生态环境部指导下，中国环境保护产业协会具体承担《目录》的项目筛选和编制工作。为便于各相关方使用《目录》，我会配套编制了《目录》典型应用案例，将陆续在微信平台上发布。所有案例均来自目录入选项目的申报材料，案例内容经业主单位和申报单位盖章确认。
(一)
技术概要
工艺路线
尾气经柴油机氧化催化器将一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃烧的碳氢化合物和碳颗粒部分氧化为二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2)，同时提高尾气温度，经催化型柴油机颗粒过滤器去除颗粒物并连续被动再生，经闭环控制SCR去除NOx，实现尾气中颗粒物和NOx减排。
主要技术指标
用于国III柴油车升级改造，NOx排放可满足国IV新车排放标准；颗粒物排放可满足国V排放标准。
技术特点
对在用柴油车进行改造治理，可实现NOx和颗粒物同时减排。
适用范围
柴油机排放治理。
经典案例
案例名称
武汉柴油车后处理尾气净化装置升级改造治理项目
业主单位
武汉市机动车排气污染防治管理中心。
案例概况
武汉市机动车排气污染防治管理中心“武汉柴油车后处理尾气净化装置升级改造治理”试点工作，参与武汉市改造柴油车1600多台，是全国范围内首次将降颗粒物和降氮氧化物“双降”和车载在线监控(OBOLS)系统投入商业使用。
项目涉及社会多个业主，污染特征为PM+NOx超标排放。2014～2015年间陆续投入使用，至今已经正常运行3年多。
尾气经柴油机氧化催化器将一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃烧的碳氢化合物和碳颗粒部分氧化为二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2)，同时提高尾气温度，经催化型柴油机颗粒过滤器去除颗粒物并连续被动再生，经闭环控制SCR去除NOx，实现尾气中颗粒物和NOx减排。
工艺流程
工艺流程如下图所示：
污染防治效果和达标情况
不需要对发动机以及后处理系统进行复杂的标定工作，减少研发开支，缩短新产品开发时间；改变了后处理系统控制策略需要与发动机进行一对一搭配的传统方法，使得后处理系统控制系统成为普适性产品，减少发动机标定成本和环保公告(信息目录)测试成本；实时在线监控使得发动机排放情况得到实时跟踪，利用无线网络和后台服务器自动跟踪、检测、筛选所有道路车辆排放状况。用于国III柴油车升级改造，NOx排放可满足国IV新车排放标准；颗粒物排放可满足国V排放标准。
二次污染治理情况
氨逃逸对环境造成毒害，尿素喷射策略可以十分精确地评估SCR催化剂的氨储量状态，确保SCR内氨储量处于最佳状态：既能够满足减排所需要的NOx转化率，也能够最大限度避免氨泄漏，尤其是在发动机突然卸载时的氨泄漏。这种控制策略简单地可以理解为饥饿控制法，永远保持SCR的氨储存量处于饥饿状态(不满状态)，使得尿素喷射永远不会过量。即使偶尔出现氨供应过量。由于采用了SCR与降颗粒物系统搭配，避免被动再生系统可能产生的过量NO2排放。喷射系统生产线发动机试验台架
主要工艺运行和控制参数
人工智能控制系统通过NOx传感器、PM(C载量)传感器或者压差传感器、温度传感器以及发动机CAN通讯协议或者NOx、PM、排气温度、发动机工况等信息，对发动机排放特征(PM累积速率、NOx排放特征)以及催化剂(DOC、CPDF、SCR)特性通过深度学习进行计算并作为控制输入，利用随机系统对发动机工况进行预测，制定并优化DPF再生与尿素喷射策略。
投资费用
单台改造费用以7升排量发动机为例，大约在3.5万元。
运行费用
国3车辆改造需要按时加注车载尿素，尿素费用约为燃油费用的1.5%。
能源、资源节约和综合利用情况
高精度长寿命尿素计量泵，设计使用寿命2万h。
申报单位：武汉洛特福动力技术有限公司
(二)
技术概要
工艺路线
尾气经柴油机氧化催化器将一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃烧的碳氢化合物和碳颗粒部分氧化为二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2)，同时提高尾气温度，经催化型柴油机颗粒过滤器去除颗粒物并连续被动再生，经闭环控制SCR去除NOx，实现尾气中颗粒物和NOx减排。
主要技术指标
用于国III柴油车升级改造，NOx排放可满足国IV新车排放标准；颗粒物排放可满足国V排放标准。
技术特点
对在用柴油车进行改造治理，可实现NOx和颗粒物同时减排。
适用范围
柴油机排放治理。
经典案例
案例名称
郑州交通运输集团有限责任公司柴油机尾气后处理加装项目
业主单位
郑州交通运输集团有限责任公司
案例概况
规模：改造总数455台。
验收时间：2018年1月。
现状：车辆所装产品目前被实时联网监控，产品性能、运行状态、使用状态良好。
工艺流程
尾气经柴油机氧化催化器将一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、未完全燃烧的碳氢化合物和碳颗粒部分氧化为二氧化碳(CO2)、H2O和二氧化氮(NO2)，同时提高尾气温度，经催化型柴油机颗粒过滤器去除颗粒物并连续被动再生，经闭环控制SCR去除NOx，实现尾气中颗粒物和NOx减排。
污染防治效果和达标情况
郑州市环境保护局，对于国三柴油车高污染源治理，按《在用柴油车排气污染物测量方法及技术要求(遥感检测法)》HJ 845和正在修订的《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》(GB 3847-2005)和《点燃式发动机汽车排气污染物限值及测量方法》(GB 18285-2005)，要求改装车辆尾气排放满足NOx≤350ppm，烟度≤0.7/m。
二次污染治理情况
通过闭环精确控制尿素喷射量避免过量氨气排入大气。本产品在发动机稳态运行工况下氨泄漏量达到29ppm，瞬态工况下氨泄漏量达到2ppm。
主要工艺运行和控制参数
用于国III柴油车升级改造，NOx排放可满足国IV新车排放标准，颗粒物排放可满足国V排放标准。
投资费用
2011～2015年期间投入基础和设备费用7998.56万元，通过2011～2017年的运行，设备残值截止2018年3月余额3567万元。产品成本合计2.783万元/台。
运行费用
改装设备每年运行费用2546元/台。
能源、资源节约和综合利用情况
按全年运行280天计算，改造车辆PM每年减排量约9.8t、NOx每年减排量约300.2t。
申报单位：郑州精益达汽车零部件有限公司
原标题：案例发布 | 基于柴油机颗粒物过滤器和SCR的柴油机减排改造技术典型应用案例