柴油发电机为减少燃烧排放的有害物质,除在燃烧环节,如控制空燃比、采用EGR阀等降低有害物的生成,还在发电机排出废气后采取氧化还原的方法进行排放处理。由于柴油发电机是在富氧的情况下,即大空燃比的情况下燃烧,所以对NOX经化合物的还原处理及柴油发电机的微粒排放,均无法用汽油发电机的三元催化转化器完成。柴油发电机的排气处理系统比汽油发电机复杂得多,它由独立的氧化催化转化器、还原催化转化器和微粒捕捉器等组成。今天东莞发电机出租公司主要讲解前两个工作原理知识,供同行参考。
柴油发电机的催化转化器由氧化催化转换器和还原催化转化器组成。催化转化器均由不锈钢制成的壳体、多孔状的载体和催化剂涂层制成。
催化转化器内的催化剂是在氧化或还原反应中起催化的作用,它不参与化学反应。
一、氧化催化转化器
柴油发电机工作时,其燃油/空气混合气中的氧是有剩余的(即过量供给)。因此无法通过氧传感器来调节氧含量,氧化催化转化器(图6-28)通过多余的氧气来进行催化净化。也就是说,柴油发电机中无法调节废气催化净化,氧化催化转化器只是氧化废气成分中可氧化的成分,这样可明显减少HC和CO。
氧化催化转化器的工作原理如图6-29所示,没有完全燃烧的HC、CO,以及部分微粒进人氧化催化转化器后,与氧进行氧化反应,产生的热使催化剂催化化学反应,生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。为加速催化剂尽快起催化作用,有些车型采用电加热的办法,在冷起动时对催化器加热。在150℃以上的排气温度时,催化剂对微粒转化的效率才有催化的效果,而当温度高于350℃时,硫酸盐会大量生成,使微粒排放剧增,所以采用加热办法对催化转化器加热时,要严格控制温度。
二、选择性还原催化转化器
在柴油富氧燃烧的情况下,由于排气中氧的含量很高,在这种情况下,要使NOX进行还原反应,对催化剂就提出了苛刻的要求。
选择性催化还原技术(SCR):“选择性”是指在催化还原转化过程中,利用还原剂的特性优先选择NOX在催化剂作用下一起被氧化,而不是按自然规律先是比较容易氧化的HC和CO被氧化,从而大大提高转化效率(可达99%),它是近年来比较成功的NOX催化还原技术。
选择性催化还原剂主要有氨、尿素及碳氢化物(如柴油等)。氨是一种有毒物质,气态氨的储存和运输都不方便。碳氢化合物比较容易获得,但还原催化能力并不是很强,尿素水溶性好,储存运输很方便,而且价格低廉,使用安全。所以一般都采用尿素作为还原剂,即向转化器内喷人尿素,尿素由喷雾电磁阀完成,尿素的喷射量由电控单元根据宽带氧传感器提供的空燃比信号决定。
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