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【摘 要】主要介绍重型卡车的后处理技术及其技术路线，并具体介绍了不同路线的特点和优劣。
【关键词】排放控制；后处理技术；SCR；技术路线
环保部发布的《中国机动车污染防治年报》显示，机动车污染日益严重，已经是大气环境最突出、最紧迫的问题之一。2010年我国机动车排放颗粒物（PM）近60万吨，在机动车中，汽车是污染物总量的主要贡献者，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过70%，氮氧化物超过90%，颗粒物超过90%。按车型分类重型车是主要贡献者。因此，严格控制重型车的排放，是保证空气质量的关键。
1.法规
1.1国外法规
当前世界范围内实施的排放法规主要有欧洲、美国和日本三大体系，欧洲和美国的排放法规被世界各国广泛引用。其中，欧洲2000年起实施欧Ⅲ排放标准，2005年起實施欧Ⅳ标准，2008年实施欧Ⅴ标准。
1.2我国目前及未来的排放法规要求
表1 中国重型车用柴油机ESC（稳态）试验限值，单位：g/（KW.h）
我国在充分参考欧美经验后，选择了参考欧盟的排放法规及指令，并在此基础上制定了中国排放法规体系。
2.汽车排放的控制措施
2.1柴油机排放污染物的控制技术
发动机的排放控制技术分机内净化技术（包括电子控制燃油喷射技术、进气增压中冷技术等）和机外控制技术（包括颗粒物的捕集技术、选择性催化还原技术等）。发动机微粒（PM）和氮氧化物（NOx）一同降低是达到严格的排放法规的主要瓶颈，而对微粒和氮氧化物减排的两种技术一直彼此制约。从长远的角度看，采用排放后处理系统是同时减低PM和 NOx的排放的有效手段。
2.2汽车排放控制技术
2.2.1汽车排放控制技术路线
汽车排放控制主要有SCR路线和EGR路线：EGR路线是在发动机排放达到第三阶段的要求下，先采冷却废气再循环（EGR COOLER）降低NOx，通过柴油机颗粒捕捉技术（PM-FILTER）达到第Ⅳ阶段要求，再通过引入SCR技术达到第Ⅴ阶段要求。SCR路线是通过最佳发动机技术优化燃烧降低PM，通过SCR技术降低NOx达到第Ⅳ阶段要求，然后通过提升SCR率和增加氨捕捉技术达到第Ⅴ阶段要求。
图2 排放技术路线
2.2.2两种系统的技术和应用成本分析
SCR方案能解决柴油含硫量高的难题，而含硫高时中国国内柴油短期难以突破的技术难题，且SCR也可以节约6%左右的油耗；其劣势在于需要建设尿素相关的配套设施，和整车SCR装置的成本。EGR方案则需对发动机进行改进，另外DPF再生问题、复杂的标定提升发动机成本及标定难度；且要求低含硫量柴油和高质量润滑油，油耗提高。其优势是不需额外装置和费用，用户只要定期更换DPF即可。
3.路线选择及主要原因
我国在技术路线选择时需考虑排放法规在实际执行时存在管理难度、尿素的供应和使用，低含硫燃油的供应及燃油消耗、发动机平台的可持续性等问题，综合其主要考虑点如下：
（1）能源：我国能源资源有限，50%以上依赖进口。SCR技术比EGR技术节油6%～8%。EGR路线比国三多消耗2%的燃油，到国V阶段需采用主动式再生DPF，燃油消耗进一步增加，预计比国三高7%。
（2）油品：我国目前炼油水平不高，硫含量在250ppm以上，EGR要求含硫量在50ppm以下。硫化物氧化产生的SO3与机油中的某些组分反应生成灰粉，造成DPF过滤器堵塞。
（3）升级潜力：SCR技术有较好的达到国IV以上的排放标准潜力，国IV和国V机型可选用同一发动机技术平台。 而EGR路线升级国V需要更高喷油压力（1800bar）、更高EGR率的能力和主动再生PDF系统，发动机平台需要进行技术升级，技术升级连续性较差。
综合考虑各种因素，采用SCR技术应该是符合中国国情的首要之选。
4.结束语
柴油机由于具有油耗低、扭矩大的优点而得到广泛的应用，但柴油机排放污染物NOx和PM的治理难度使得柴油机的应用受到一定的限制，因此，采用有效的手段和措施控制柴油机污染物是柴油机得以发挥更大作用的必然之道。SCR技术路线充分保证NOx等排放污染物更少，满足更严格排放标准要求的情况下，还保证柴油机动力性、经济性更好，对冷却系统要求低等。从适应中国国情来看，重型车选择SCR路线来达到严格的国Ⅴ阶段的排放控制要求是最佳选择。
【参考文献】
[1]陶建忠.潍柴国四柴油机SCR技术匹配应用介绍，2010，1.20.
[2]鲍军.尿素SCR系统关键技术报告，2010，1.5.
[3]国家环境保护总局国家质量监督检验检疫总局.GB17691-2005.车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国第 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）.
【关键词】排放控制；后处理技术；SCR；技术路线
环保部发布的《中国机动车污染防治年报》显示，机动车污染日益严重，已经是大气环境最突出、最紧迫的问题之一。2010年我国机动车排放颗粒物（PM）近60万吨，在机动车中，汽车是污染物总量的主要贡献者，其排放的一氧化碳和碳氢化合物超过70%，氮氧化物超过90%，颗粒物超过90%。按车型分类重型车是主要贡献者。因此，严格控制重型车的排放，是保证空气质量的关键。
1.法规
1.1国外法规
当前世界范围内实施的排放法规主要有欧洲、美国和日本三大体系，欧洲和美国的排放法规被世界各国广泛引用。其中，欧洲2000年起实施欧Ⅲ排放标准，2005年起實施欧Ⅳ标准，2008年实施欧Ⅴ标准。
1.2我国目前及未来的排放法规要求
表1 中国重型车用柴油机ESC（稳态）试验限值，单位：g/（KW.h）
我国在充分参考欧美经验后，选择了参考欧盟的排放法规及指令，并在此基础上制定了中国排放法规体系。
2.汽车排放的控制措施
2.1柴油机排放污染物的控制技术
发动机的排放控制技术分机内净化技术（包括电子控制燃油喷射技术、进气增压中冷技术等）和机外控制技术（包括颗粒物的捕集技术、选择性催化还原技术等）。发动机微粒（PM）和氮氧化物（NOx）一同降低是达到严格的排放法规的主要瓶颈，而对微粒和氮氧化物减排的两种技术一直彼此制约。从长远的角度看，采用排放后处理系统是同时减低PM和 NOx的排放的有效手段。
2.2汽车排放控制技术
2.2.1汽车排放控制技术路线
汽车排放控制主要有SCR路线和EGR路线：EGR路线是在发动机排放达到第三阶段的要求下，先采冷却废气再循环（EGR COOLER）降低NOx，通过柴油机颗粒捕捉技术（PM-FILTER）达到第Ⅳ阶段要求，再通过引入SCR技术达到第Ⅴ阶段要求。SCR路线是通过最佳发动机技术优化燃烧降低PM，通过SCR技术降低NOx达到第Ⅳ阶段要求，然后通过提升SCR率和增加氨捕捉技术达到第Ⅴ阶段要求。
图2 排放技术路线
2.2.2两种系统的技术和应用成本分析
SCR方案能解决柴油含硫量高的难题，而含硫高时中国国内柴油短期难以突破的技术难题，且SCR也可以节约6%左右的油耗；其劣势在于需要建设尿素相关的配套设施，和整车SCR装置的成本。EGR方案则需对发动机进行改进，另外DPF再生问题、复杂的标定提升发动机成本及标定难度；且要求低含硫量柴油和高质量润滑油，油耗提高。其优势是不需额外装置和费用，用户只要定期更换DPF即可。
3.路线选择及主要原因
我国在技术路线选择时需考虑排放法规在实际执行时存在管理难度、尿素的供应和使用，低含硫燃油的供应及燃油消耗、发动机平台的可持续性等问题，综合其主要考虑点如下：
（1）能源：我国能源资源有限，50%以上依赖进口。SCR技术比EGR技术节油6%～8%。EGR路线比国三多消耗2%的燃油，到国V阶段需采用主动式再生DPF，燃油消耗进一步增加，预计比国三高7%。
（2）油品：我国目前炼油水平不高，硫含量在250ppm以上，EGR要求含硫量在50ppm以下。硫化物氧化产生的SO3与机油中的某些组分反应生成灰粉，造成DPF过滤器堵塞。
（3）升级潜力：SCR技术有较好的达到国IV以上的排放标准潜力，国IV和国V机型可选用同一发动机技术平台。 而EGR路线升级国V需要更高喷油压力（1800bar）、更高EGR率的能力和主动再生PDF系统，发动机平台需要进行技术升级，技术升级连续性较差。
综合考虑各种因素，采用SCR技术应该是符合中国国情的首要之选。
4.结束语
柴油机由于具有油耗低、扭矩大的优点而得到广泛的应用，但柴油机排放污染物NOx和PM的治理难度使得柴油机的应用受到一定的限制，因此，采用有效的手段和措施控制柴油机污染物是柴油机得以发挥更大作用的必然之道。SCR技术路线充分保证NOx等排放污染物更少，满足更严格排放标准要求的情况下，还保证柴油机动力性、经济性更好，对冷却系统要求低等。从适应中国国情来看，重型车选择SCR路线来达到严格的国Ⅴ阶段的排放控制要求是最佳选择。
【参考文献】
[1]陶建忠.潍柴国四柴油机SCR技术匹配应用介绍，2010，1.20.
[2]鲍军.尿素SCR系统关键技术报告，2010，1.5.
[3]国家环境保护总局国家质量监督检验检疫总局.GB17691-2005.车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国第 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）.