非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值

2019年2月26日生態(tài)環(huán)境部發(fā)布關(guān)于征求《〈非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值及測(cè)量方法(中國第三、四階段)〉(GB 20891-2014)修改單(征求意見稿)》意見的函。其中有5處修改意見，最引人關(guān)注的就是第三條：“自2020年12月1日起，凡不滿足本標(biāo)準(zhǔn)第四階段要求的非道路移動(dòng)機(jī)械不得生產(chǎn)、進(jìn)口、銷售;不滿足本標(biāo)準(zhǔn)第四階段要求的非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)不得生產(chǎn)、進(jìn)口、銷售和投入使用?！?/p>

各階段排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施日期

在國三時(shí)代，非道路柴油機(jī)技術(shù)迎來了大的變革。電控技術(shù)首次應(yīng)用在非道路柴油機(jī)上，通過精確控制燃油噴射時(shí)間以及噴射量，達(dá)到國三排放標(biāo)準(zhǔn)。

高壓共軌或單體泵技術(shù)可以在燃燒階段很好地減少排放污染物的產(chǎn)生，增壓中冷及廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）則是進(jìn)一步改善燃燒環(huán)境，減少排放。這3者是國三升級(jí)普遍采用的技術(shù)方案，也是國四階段可選擇的缸內(nèi)減排技術(shù)。

在國四標(biāo)準(zhǔn)給出的污染物排放限值中，主要是對(duì)一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化物（NOx）以及顆粒物（PM）做出了限定。一般來說，CO和HC的排放限值容易達(dá)到，所以并不需特別對(duì)待，需采取措施的是氮氧化物和顆粒物。由于國三時(shí)期已經(jīng)解決了電控技術(shù)在非道路柴油機(jī)上的應(yīng)用難題，所以國四升級(jí)的技術(shù)方案選擇更多的是在后處理上。

發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)大多技術(shù)路線采用高壓共軌+EGR（可選）+不同的后處理技術(shù)，具體有哪些技術(shù)可供選擇，我們簡(jiǎn)單介紹一下。

DOC是英文”Diesel Oxidation Catalyst“的縮寫，中文名”氧化型催化器“。

DOC主要有三個(gè)作用：

（1）降低HC（碳?xì)浠衔铮┡欧牛簩⑽矚庵形慈紵腍C、潤滑油HC氧化為H2O、CO2；

（2）將NO氧化為NO2：NO2將DPF捕集的碳顆粒氧化為氣態(tài)的CO2；

（3）氧化噴入排氣管的燃油：氧化柴油放熱使DPF溫度升高，DPF內(nèi)碳與氧氣反應(yīng)為CO2

DPF是英文”Diesel Particulate Filter“的縮寫，中文名”壁流式顆粒捕集器“。

這是一種安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放系統(tǒng)中的陶瓷過濾器，可以在微粒排放物質(zhì)進(jìn)入大氣之前將其捕捉,能夠減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的煙灰達(dá)90% 以上。

捕捉到的微粒排放物質(zhì)隨后在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)過程中燃燒殆盡。它的工作基本原理是：柴油微粒過濾器噴涂上金屬鉑、銠、鈀，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的含有炭粒的黑煙，通過專門的管道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣微粒捕集器，經(jīng)過其內(nèi)部密集設(shè)置的袋式過濾器，將炭煙微粒吸附在金屬纖維氈制成的過濾器上；當(dāng)微粒的吸附量達(dá)到一定程度后，尾端的燃燒器自動(dòng)點(diǎn)火燃燒，將吸附在上面的炭煙微粒燒掉，變成對(duì)人體無害的二氧化碳排出。

SCR是英文“Selective Catalytic Reduction”的縮寫，中文名”選擇性催化還原“。

選擇性催化還原技術(shù)（SCR）是針對(duì)柴油車尾氣排放中NOx的一項(xiàng)處理工藝，即在催化劑的作用下，噴入還原劑氨或尿素，把尾氣中的NOx還原成N2和H2O。催化劑有貴金屬和非貴金屬兩類。該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)尾氣后處理，通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，盡量在機(jī)內(nèi)控制微粒PM的產(chǎn)生，而后在機(jī)外處理富氧條件下形成的氮氧化物，及時(shí)用車用尿素（車用尿素在一定溫度下分解生成氨）對(duì)氮氧化物（NOx）進(jìn)行選擇性催化還原，從而達(dá)到既節(jié)能、又減排的目的，該項(xiàng)技術(shù)是歐洲主流技術(shù)路線，

顆粒物氧化催化轉(zhuǎn)化器（POC），使用金屬載體，由特殊的多孔金屬箔基板與金屬網(wǎng)層構(gòu)成。尾氣流過時(shí)被導(dǎo)向鄰近的通道，而顆粒物則留在金屬網(wǎng)上，基于不同的過濾直徑和運(yùn)行條件，POC對(duì)顆粒物的去除效率為40%-70%。POC通常與DOC配合使用，就顆粒物而言，先由DOC將一部分顆粒物中的可溶性有機(jī)組分去除，后由POC捕集炭煙并氧化掉。

在bauma China 2018上，康明斯、菲亞特、珀金斯、科勒、洋馬、久保田、五十鈴、道依茨等外資發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭紛紛亮相，發(fā)布了自己應(yīng)對(duì)國四排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線，大多技術(shù)路線采用高壓共軌+EGR（可選）+不同的后處理技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)非道路機(jī)械的國四排放標(biāo)準(zhǔn)。

與國際企業(yè)類似，國內(nèi)企業(yè)針對(duì)四階段排放標(biāo)準(zhǔn)，主要有兩種基本的排放控制技術(shù)路線：一是EGR+DOC（DPF）；二是優(yōu)化燃燒+SCR技術(shù)路線。而為了滿足四階段的排放法規(guī)，國內(nèi)主要發(fā)動(dòng)機(jī)廠都已經(jīng)制定了應(yīng)對(duì)的技術(shù)方案，電控方面有高壓共軌、單體泵；降NOx有SCR、EGR；降顆粒有DPF、DOC、POC。

目前，康明斯、五十鈴、珀金斯、斯堪尼亞、洋馬、濰柴、錫柴等發(fā)動(dòng)機(jī)制造商已經(jīng)研制推出滿足四階段排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，路線雖各有不同，但技術(shù)方面卻日漸成熟，能夠充分滿足國家環(huán)保排放的政策。

此外，非道路國Ⅲ到非道路國Ⅳ的升級(jí)，主機(jī)廠的整車布置也需同步考慮優(yōu)化，終端用戶也要提前了解熟悉后處理。

后處理到底能給終端用戶帶來什么？從工程機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)和終端用戶的角度，一方面非道路機(jī)械后處理的增加帶來了購機(jī)成本的增加、使用成本的增加、故障點(diǎn)的增加。

另一方面，提升用戶競(jìng)爭(zhēng)力！

國四排放的實(shí)施，將大大提高新設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力，無論是從產(chǎn)品性能和節(jié)油性，還是從政策上，新設(shè)備都處于絕對(duì)領(lǐng)先的地位。

別人無法施工的地區(qū)，新設(shè)備可以進(jìn)入，更先進(jìn)的技術(shù)對(duì)于工作效率和節(jié)能減排都有很大提升。