降低柴油发动机气体排放，已经成为全球面临的问题。 纵观柴油机排放控制技术，燃油油耗和燃油敏感性是选择技术方案必须考虑的重要因素，大致可以分为两种：

1）、以EGR+DPF/DOC（Exhaust Gas Recirculation + Diesel 

Particulate Filter/Diesel Oxidation Catalytic ）为主的美国路线这种路线短期内难在我国推广（原因—EGR技术不能再欧Ⅳ 标准下获得较好燃油经济性；DPF/DOC技术对燃油品质（S）要求较高）。 

2）、以选择性催化还原法SCR（Selective Catalytic Reduction）

技术为主的欧洲路线，采用SCR系统降低排放适合中国国情。由于SCR系统整体成本较高，所以目前只使用于中、大型柴油机。 本选型手册着重介绍选择性催化还原法来治理柴油发动机和燃气内燃发动机尾气中的NOx。

以下内容除化学方程式等基础知识外，均由leelool团队根据过往三年多时间不断探索总结的成果，欢迎广大读者批评指正，版权所有，转载请联系本公司授权。

选择性催化还原法（SCR）对柴油机尾气中NOx进行控制，利用NH3或尿素（通常采用质量比为32.5%的尿素水溶液）作为还原性物质，在O2浓度高出 NOx浓度两个数量级以上的条件下，在一定的温度和催化剂作用下，利用NH3将NOx还原为N2和H2O，由于NH3高选择性地优先还原NOx，而不先与O2反应，故称之为“选择性催化还原”。

       对于多余的NH3在SCR载体末端涂覆一定比例的氨逃逸催化剂（ASC），确保NH3与O2反应生成N2和H2O，避免NH3泄漏造成二次污染。

化学反应方程式如下：

      4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

      4NH₃+2NO+2NO₂→4N₂+6H₂O

      8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O

      4NH₃+3O₂→2N₂+6H₂O 

L-DETX（柴油机）和L-DGTX（燃气内燃机）系列脱硝系统示意图

治理NOx系列产品：

针对柴油机尾气NOx治理的L-DETX系列和燃气内燃机尾气NOx治理的L-GETX系列

1.柴油机尾气NOx治理：

对于柴油机尾气中NOx治理，Leelool设计团队依据多年实践经验，发现部分柴油发动机开机之初排烟管会有喷油现象，柴油会覆盖在DOC或者SCR上会减弱催化剂的作用。为此，特别研发了油气分离器，尽可能的将燃油与废气分离开，确保催化剂有效工作性能。Leelool系统总体功能包括同时去除NOx、NH3、CO、颗粒物（PM）。

前述类别的项目若是采用柴油作为燃料，发电机组为备用应急用途，设计时需要考虑两个前提条件：

第一，燃料必须使用国四以上柴油，否则燃料含硫量过高会使尾气处理设施的催化剂寿命大大缩短；

第二，验收时机组必须带75%左右的负载，否则较低的尾气排温不能使尿素分解，同时尾气处理设施中的催化剂不能有效起活，无法正常处理尾气中的NOx。

部分柴油发动机通过提升燃油喷射压力，排放已经达到或低于现行国家及地方环保法规要求的颗粒物排放标准，以下提供两种情况下不同的NOx处理方式： 

1.1 PM已达标：目前市面上大多数电喷柴油机，颗粒物排放已经能达到当前国家或各地排放标准，此时只需要考虑柴油机中的NOx去除，处理方案采用DOC(选配）+SCR+ASC（选配）。

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 1.2PM不达标：针对直喷和非道路国二排放标准的柴油机，颗粒物不能达到现行国家排放标准，需在SCR前端加装去颗粒物装置，处理方案采用DOC+cDPF+SCR+ASC。

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2、燃气内燃发动机尾气NOx治理 

对于燃气内燃发动机尾气中NOx治理，不同燃料治理路径不同，费用和使用寿命也不相同。采用天然气燃料比较容易，若是煤层气、石油伴生气等石化气要考虑燃料脱硫；对于垃圾填埋气、有机污水处理厂产生的沼气等燃料，除了加装脱硫装置外，还要考虑燃料混合气体在高温条件下产生的硅氧烷附着在SCR催化剂表面，从而使催化剂失效导致整个SCR系统失效。

目前全球范围内尚没有很彻底的技术有效解决硅氧烷造成的困扰，Leelool团队目前的路线是在反应器结构设计上做优化，以备硅氧烷堵塞催化剂后发动机正常工作，同时尽快更换催化剂。随着研究的逐步深入，我们会及时提供最新的科技成果。

  燃气内燃发动机NOx治理化学反应原图示意图：

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3、Leelool在NOx治理领域的独特技术优势

自主研发和资源共享是具备全球视野的Leelool科学家团队拥有的三项重要能力，具体表现在：

  3.1、催化剂选型：根据发动机排温和项目要求灵活进行催化剂选型，发动机尾气排温与催化剂选型有极大关系。 不同排温与催化剂选型情况见下表：

柴油机或者燃气内燃机满载工作时涡轮后排气温度一般在350℃至500℃（个别国产燃气内燃机排温会600℃上下）范围内。260-420℃满足中温催化反应所需的温度条件，若涡后排温高于450℃，有三种选择：

第一种，不需要余热利用的情形，直接采用散热器将温度降至400℃左右进入SCR系统；

第二种，如果需要对尾气进行余热利用，就要考虑分子筛高温催化剂，抗硫性较弱，SCR催化剂造价也会大幅上升；

第三种，仍然使用中温催化剂，采用前后两级锅炉的方式，一级锅炉换热后排气温度在400℃左右进入SCR反应器，之后再进入二级锅炉进行余热利用。

这三种情形系统造价将有不同程度的上升。

3.2、精准控制：通过与众多全球知名发动机匹配实践，高精度传感器、独家设计的电气系统与全球顶级电气元件匹配，实施精准协作，确保SCR和ASC系统中NOx和NH₃处理效率满足全球最严苛的排放标准。NOx治理效率95%以上。采用车用尿素泵喷射确保尿素溶液消耗量控制在较低水平?？刂葡低衬谥迷贫送ㄐ畔低?，实时提供治理后污染物排放指标；也可接入电站的DCS系统；

3.3、定制开发：Leelool数据库收集有全球主流大马力发动机原始排放数据，同时，为Jenbacher、MWM、CAT、mtu、Cummins、Perkins、MITSUBISHI、VOLVO、GOOGOL等知名发动机累计提供过数十台1MW以上不同燃料、不同应用场景发动机尾气中的PM、CO和NOx等污染物治理成功经验。

4、选型维度

大功率柴油机或者燃气内燃机NOx治理是近两年来国家环保排放政策严格之后，催生的一个新兴行业，设计院、监理、甲方、总包、供应商对专业产品都比较陌生，这里简要汇总一些常识，以少走弯路。

5、绿联Leelool燃气内燃机NOx治理系统的综合经济性

以有机废水产生的沼气燃料为例。本章节内容以绿联团队设计、制造、安装、调试、服务的的一个7台套1.17MW进口知名品牌发动机研制生产的沼气发电机组项目运行超过10000余小时的经验教训总结而来。

目前以沼气等为主要燃料的内燃发电站基本由企业出资承建，运行时需要一定的经济收益确保项目投入产出符合预期。而在实际的SCR系统选型招标采购时，由于这个产业刚刚兴起，全球范围内优质的供应商极少，注重品质的采购单位往往以进口燃气发动机性能优良为评价标准而顺延选择进口的SCR系统供应商。具体甄选时，需注意以下三个方面：

第一方面，国内领先的SCR系统供应商与国外相当。根据近两年的浸泡式深入研究后，需要特别提醒的是，在燃气内燃机脱硝领域国内与国外除开高温催化剂领域有差距之外，系统开发上几乎处于同等水平，主要技术来自于汽车SCR技术与火电厂脱硝技术的融合并基于燃气内燃发动机特性进行创新，已经取得了突破性成绩并做了很好的商业应用。目前国内领先的大功率内燃机SCR系统供应商如同互联网产业一样国内外难分伯仲；

第二方面是，国内外厂商在全程服务上有差异。SCR系统不同于燃气内燃发电机组，并非标准产品。每一个项目需要根据目标发动机排温、燃气成分、工作环境、治理目标、以及实际工作场景等等进行个性化定制方案，在这个总市场需求并不大的领域要求国外供应商提供及时快捷的售前服务目前还没有出现。极少数国外代理商只停留在卖产品的层面，不是不想提供服务，而是没有合适的人力资源和足够收益支撑。

第三方面，定制开发和运行成本上的差异。SCR系统的经济性由目标燃气气体成分和尾气温度、催化剂性能和价格、反应器封装结构和材料工艺、混合管设计制造合理性、控制喷射系统精确度、反应流场是否合理科学、前期项目方案定制开发和后期长远应急服务等等核心要素组成，国内外同时具备这些要素于一身的供应商少之又少。行业发展之初，劣币驱除良币。内燃机SCR系统属于新生事物，设计方、招标方、投资方、监理方、使用方等相关板块都缺乏专业选型考核标准，一部分投资方存在应付验收的验收后期搁置不用的侥幸心理，从而在实际采购过程中并不容易甄选到综合能力均衡的供应商。一个重要表现是，供应商抓住采购方既要达标又要低价的心理，低价中标并盲目承诺系统处理指标排放达标，而在项目实施过程中排放不达标无法验收，造成整个项目不能获得合法运行批文而损失巨大的心理胁迫采购单位加价的情形屡次出现?；褂幸恢智榭鍪?，即使暂时排放达标，但是由于催化剂的使用寿命短和整套系统设计欠合理，控制系统不够精准，催化剂更换费用和尿素消耗量巨大，造成经济性大大下降，同时氨排放也超标，造成了新的污染。

根据绿联净化全程提供解决方案的这个累计运行超过1万小时项目测算，尿素消耗不超过0.006元/kWh，经济性达到客户设计预期。不足的地方在于由于本项目NOx治理系统中尿素喷射量不大，采用车用尿素喷射泵，使用寿命在1-1.2万小时左右，加上尿素溶液品质待加强，尿素泵选型有待进一步验证。

6、部分应用案例

6.1、SCR+ASC反应器：

  4.2、11台套2MW柴油发电机组尾气PM、CO、HC和NOx综合治理项目

 4.3、7台套1.169MW柴油发电机组尾气NOx治理项目

4.3、西南某煤矿6台套0.5MW瓦斯燃气发电机组尾气NOx治理项目

 4.4、华东某淀粉厂3台1MW沼气发电机组尾气NOx治理项目

更多详细技术资料请垂询绿联净化应用工程部0769-22899111