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没有国四油就没有商用车的排放升级-振翔随车吊厂商

来源:随车起重运输车 作者:振翔随车吊 时间:2014-04-02 09:54
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    今年的《政府工作报告》指出,2014年政府要出重拳强化污染防治,年内要在全国供应国四标准车用柴油。报告称:“我国政府将以雾霾频发的特大城市和区域为重点,以细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)治理为突破口,抓住产业结构、能源效率、尾气排放和扬尘等关键环节,健全政府、企业、公众共同参与新机制,实行区域联防联控,深入实施大气污染防治行动计划。”
  可见,国四标准车用柴油与国四排放标准升级紧密联系,而排放标准升级又与大气污染防治密不可分,而要真正实施国四排放标准,国四柴油必须先到位。如果车油分离,即只有车本身到达国四标准,油却到不了位,不仅不能减少颗粒物排放,还会对车辆造成严重损害。
  “政府工作报告”在防治空气污染的背景下提出年内普及国四柴油,反映了防治空气污染的紧迫性。近两年,包括北京在内的一些地区遭遇雾霾、酸雨等区域性大气污染问题。这与车辆尾气排放有关联,引发社会各界对提高油品质量的广泛呼声,车用柴油质量升级的呼声也日渐高涨。
  其实,这一工作,我国早已在做。资料显示,为降低机动车污染物排放量,改善大气环境,合理利用资源,根据柴油的不同用途和不同应用,2003年我国首次制定了车用柴油标准。车用柴油标准从轻柴油标准中独立出来,开创了我国分用途执行不同标准的先河,既满足了柴油的多用途需要,又降低了生产成本,对我国提高柴油质量具有重要意义。由于诸多原因,GB/T19147-2003《车用柴油(Ⅱ)》标准并未真正落实。
  在接下来的修订中,为保证车用柴油标准的有效实施,故将推荐性标准改为强制性标准,先后发布并实施了车用柴油标准GB19147-2009《车用柴油(Ⅲ)》、GB19147-2013《车用柴油(Ⅳ)》和GB19147-2013《车用柴油(Ⅴ)》。GB19147-2009《车用柴油(Ⅲ)》于2011年7月1日起在全国范围内实施,至2015年1月1日废止。
  在开展“满足国家第五阶段排放要求的清洁燃油组成与排放关系研究”的工作中,结合炼油实况及环保要求,在参考欧盟标准EN590:2004《汽车燃油-柴油-要求和试验方法》的基础上,我国制定出符合第四、第五阶段排放要求的GB19147-2013《车用柴油(Ⅳ)》标准,在2013年2月7日发布并实施,过渡期至2014年12月31日,于2015年1月1日起全面执行,至2018年1月1日废止。
  从法规层面来说,我国的车用柴油标准已较完备,但在实际操作层面还存在问题。记者在调查走访中发现,个别地区甚至至今连国三柴油还没到位。所以,《政府工作报告》提出的年内普及国四柴油很有针对性,为国四排放标准升级准备了前提。
  近年来,我国汽车工业发展迅猛,柴油的需求量随汽车的大量使用而不断增加,大量柴油消耗造成的空气污染日益严重,直接威胁着人民的健康。围绕尾气治理,除了采用先进的尾气后处理技术外,最直接的办法就是提高油品质量。而将这两者结合起来才能真正实现排放标准升级。
  重型柴油机从国三到国四,颗粒物排放限值从0.1g/kWh降低到0.02g/kWh,NOx排放限值从5g/kWh降低到3.5g/kWh。在国三的基础上仅仅对发动机内部参数进行优化虽然可以继续降低污染物排放,但是不足以满足国四标准,还需要增加其他技术。
  要使得NOx和颗粒物的排放达到法规要求,现有两种方案可以选择:
  第一种是EGR(废气再循环)+DPF(柴油微粒过滤器)系统,通过EGR降低NOx,用DPF捕集颗粒物并通过再生技术除去颗粒物。或者采用E-GR+POC(颗粒物氧化催化剂),其工作原理和EGR+DPF相似,只是颗粒物转化效率较低;
  第二种是改变发动机技术,使颗粒物排放达到法规要求,但是同时会增加NOx的排放,所以在排气管中安装SCR(选择性还原催化器)系统来降低NOx的排放。归结起来,重型柴油机达到国四标准的技术路线有两条,即俗称的EGR和SCR。
  但不管是EGR还是SCR,离开国四油都无法真正实现国四排放标准,自然也无法实现节能减排、防治污染的目标,特别是减排PM,即颗粒物更无从实现。中石油兰州研发中心燃料油与燃料油添加剂工程师董红霞对这一问题作了解释。
  她表示,柴油中硫化物对NOx和PM能产生明显促进作用,并可使汽车尾气催化转化器催化剂中毒,因此硫含量在柴油中作为一项比较重要的指标予以限制。柴油中的硫98%在燃烧过程中转化成二氧化硫,其余2%作为硫酸盐排放,二氧化硫通过排气催化剂会转化为硫酸盐,最终成为PM的一部分。
  按照美国环境保护局的定义,柴油机排放的颗粒物PM包含以碳为主的碳烟、未氧化或未完全氧化的HC、硫酸盐、与硫酸盐结合的水和其他杂质。因此降低柴油中的含硫量就相应地降低了PM排放量,也降低了排气烟度。
  欧洲汽车油料研究也表明,柴油中硫的含量从500ppm减少到30ppm将使得轻型车PM排放降低7%,重型车PM排放降低4%。国四排放法规要求更低的PM和Nox排放,柴油机后处理技术如NOx选择催化还原器(SCR)、颗粒捕集器(DPF)等遂得到广泛应用。但随着燃料硫含量的增加,一些排气后处理系统的转化效率会降低甚至会发生硫中毒而永久失效。
  当油品硫含量为3ppm时,柴油颗粒过滤器使得PM排放下降率为95%,而当柴油中硫含量增至30ppm后,PM排放下降率仅为70%左右。当柴油硫含量达到350ppm时,PM排放下降率为0,此时柴油颗粒过滤器已失效。当燃油硫含量大于350ppm时,使用DPF装置后PM排放甚至大于发动机直接排放。
  而国三油硫含量恰恰为350ppm,所以无论如何,要实施国四排放标准,国四油必须到位。
  由于国四柴油迟迟不到位,重型柴油机国四排放标准实施的时间一推再推。但也有人提出“车油分离”的观点,认为车可先于油品进入国四,遭到汽车行业的反对。因为这样做会对车辆产生损害。
  那么,不使用国四油会对国四车产生何种损害呢?董红霞称,EGR带有贵金属涂层的颗粒物后处理系统的一个弱点是,如果废气中有硫的话会将硫转化为硫酸盐。只有燃油中的硫含量低于20ppm时(假设不包括燃油中所含的硫的情况下,发动机排放的微粒物不超过0.01g/kWh)才可能达到国四要求的颗粒物排放限值,所以如果采用此方案,肯定不能使用燃油中硫含量高达350ppm的国三油。
  因为如果使用了,不仅达不到颗粒物排放限值,而且可能使EGR系统受到损害。例如:发动机可能会受EGR系统产生的硫酸的腐蚀;DPF再生会被硫酸盐钝化;过滤器会被堵塞并不可恢复。
  SCR系统对油品的要求不如EGR高,这也是中国商用车厂家,特别是重卡企业广泛使用SCR系统的重要原因。但即便如此,SCR系统对油品硫含量的最高容忍度也只有200ppm,依然低于国三油的硫含量,所以要使SCR系统顺利运转也需要国四油。勉强使用国三油虽然不会产生像EGR系统那样严重的问题,但对SCR系统来说也相当于“慢性自杀”,会降低商用车发动机的使用寿命,并增加其故障率。