中国环境科学

作者：谭丕强, 段立爽, 楼狄明, 胡志远

单位：同济大学汽车学院, 上海 201804

关键词：柴油机,排放,氮氧化物,后处理,选择性催化还原捕集技术

基金：国家自然科学基金资助项目（52076154）；国家重点研发计划（2017YFC0211202）；南昌汽车创新研究院前瞻课题（QZKT2020-07）

日益严格的柴油机排放法规使得其主要排放污染物氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）限值进一步降低.目前去除NOx的主要机外手段是选择性催化还原（SCR）技术，该技术通常在200℃以上才有良好的NOx转化率，而在柴油机冷起动阶段，SCR入口的排气温度无法达到200℃，NOx排放控制困难.尽管冷起动时间较短，但该阶段的NOx排放量占比很高.在严格的排放法规要求下，冷起动阶段的NOx排放控制日益受到关注.选择性催化还原捕集技术（SDPF）将SCR催化剂涂覆在壁流式颗粒捕集器（DPF）载体上，能够同时去除NOx和PM.与SCR技术相比，SDPF更加靠近柴油机排气门，NOx催化还原反应的温度得到有效提高.因此，SDPF成为了提高低温NOx转化率的关键技术.本文从SDPF结构与原理、载体与催化剂、性能及影响因素、SDPF技术路线等四个方面展开综述.SDPF结构与原理方面，介绍了SDPF的基本结构和化学反应原理，并指出了该技术面临的主要挑战；SDPF载体与催化剂方面，阐述了常见的载体材料、SCR催化剂涂覆、载体结构参数设计和提高载体性能的膜技术，以及钒基、沸石基SCR催化剂的研究进展；SDPF性能及影响因素方面，对SDPF的碳烟氧化性能、NOx还原性能、尿素混合性能和耐久性能进行了分析，需要重点优化碳烟氧化与NOx还原之间的竞争性反应；SDPF技术路线方面，介绍了带有SDPF的后处理系统优化，尿素双喷技术、低温NOx吸附、热管理等技术耦合SDPF能够进一步拓宽后处理系统的温度窗口，是满足未来超低排放法规的后处理技术发展趋势.

来源：2021年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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