非道路移动机械尾气排放控制的现状与技术

ibaojunoju

工程机械、农业机械、小型通用机械、柴油发电机组等。生活中常见的机械如下。
工程及农用机械：用于工程建设施工机械的总称，主要燃料为柴油。包括挖掘机、推土机、装载机、叉车、压路机、摊铺机、平地机以及其他机械等。拖拉机、农用运输车、联合收割机、排灌机械以及其他机械等。
柴油发电机组：以柴油为燃料，在恒定转速下工作的移动式发电机组。
3 非道路移动机械排放尾气的组成及危害
非道路移动机械主要以柴油为燃料，柴油发动机排放的尾气主要由可吸入颗粒物、氮氧化合物、碳氢化合物及一氧化碳、烟度等成分构成[1]。其中可吸入颗粒物包括固体物质（主要由于柴油微小油滴扩撒燃烧中混合、燃烧的不均匀形成局部缺氧、高温条件下产生）、可溶性有机物及硫酸盐物质（主要由燃料和润滑油的未燃成分及燃料和润滑油中硫燃烧后产生的硫酸盐物质组成）。氮氧化合物主要因高温和高压富氧条件下产生。柴油机的污染物排放严重，可吸入颗粒物及氮氧化合物，全国柴油车排放的可吸入颗粒物接近机动车排放量总量的90%，排放的氮氧化合物接近机动车排放量总量的70%。
4 我国非道路移动机械尾气排放管理现状
在我国，非道路移动机械分布范围广，没有统一的行政部门对其管理，因此我国非道路移动机械存在使用年限长，维护保养不到位，更新速度慢，后期监管不到位等问题。以在工地中广泛使用的挖掘机为例，近一半的挖掘机为私人购买，购买来源为国外淘汰的二手机械，所有者自行保养，不需要年检，没有相关部门管控，造成挖掘机带病超长服役。
5 非道路移动机械尾气排放的控制办法
各国的步骤和方法大体相当但不完全一样，推行新柴油发动机排放标准，倒逼机械研发制造企业使用新技术，从而满足新标准。对于在用的非道路移动机械，可对现有机械排放后处理设计进行升级改造，由政府与用户共同出力，既能延长非道路移动机械的使用寿命，又能满足环保要求。对柴油品质进行控制，加大清洁燃油的供应，同时严控不合格柴油流入市场。以美国重型机动车柴油发动机为例，随着排放标准的日趋严格，新技术应运而生。
5.1 非道路移动机械尾气排放的控制技术
非道路移动机械尾气控制技术主要包括：
①颗粒物排放控制技术：氧化催化转换器、颗粒氧化催化器、柴油颗粒物过滤器。
②氮氧化合物排放控制技术：废弃再循环、选择性催化还原法。
氧化催化转化器为流过式系统，没有背压。尾气流经氧化催化转化器，转化器为蜂窝状材质，表面涂有铂钯等贵金属所制作的催化剂，可以有效降低碳氢化合物和一氧化碳的排放，可以在一定程度上降低颗粒物的排放，主要是去除了可溶性有机物。
颗粒氧化催化器为流过式系统，背压低，尾气流经颗粒氧化催化器，催化器材质为金属纤维载体，多用铂钯等贵金属作为催化剂，氧化收集表面颗粒物及气态污染物，可以有效降低碳氢化合物和一氧化碳的排放，可以在一定程度上降低颗粒物的排放。
壁流式柴油颗粒物过滤器，壁流式系统，背压高，需定时再生，材质以陶瓷为载体，多用铂钯等贵金属作为催化剂氧化收集在表面颗粒物及气态污染物（催化剂量不大），可以有效降低碳氢化合物和一氧化碳的排放，并降低颗粒物的排放。但会增加柴油车的油耗。
废弃再循环，废气再循环（EGR）如其名称一样：将废气循环回发动机的气缸，降低了燃烧问题，从而降低了氮氧化合物的排放。
冷却废气再循环： 在循环废气回到气缸前降低其温度可以进一步降低气缸燃烧温度，NOx排放最多可降低40%。缺点是气缸温度降低导致颗粒物排放增加，发动机效率降低，再生次数增加，油耗上升， 发动机后处理设备寿命缩短，同时发动机操作性降低，维护成本上升。
选择性催化还原法（SCR）：尾气后处理技术，最常用的是通过分解尿素产生的氨在催化剂作用下与氮氧化合物反应来降低氮氧化合物的排放。优点是氮氧化合物去除率高，发动机可以在高温燃烧区运行而更高效，降低了颗粒过滤器再生次数，可提高发动机及后处理设备寿命更长。
除此以外，可将各类尾气处理技术组合运用，取长补短，比如将柴油颗粒物过滤器与选择性催化还原设备合二为一，可减少体积和占用空间，更好的温度控制，更好的氮氧化合物排放控制，也提供更好的被动式颗粒物过滤器再生。
5.2 非道路移动机械尾气排放的管理办法
非道路移动机械不在相关部门备案，流动性强，因此产生了监管空白。近年来，环保部门出台了一系列监管办法，以天津市为例，从2015年起，率先施行非道路移动机械准入制度，要求凡是进入施工工地的非道路移动机械，需要向环保部门进行登記，并申请检测，检测合格的才能进入工地施工。天津市环保部门以工地为基础，从源头上对非道路移动机械进行管控，从而达到了较好的尾气排放治理效果。
6 结语
随着人们对机动车污染源排放治理的推进，非道路移动机械的尾气治理会更加被重视，我国虽然起步比较晚，但可借鉴国外的治理技术，并结合自身特点，制定符合我国国情的标准，使用更有效的净化技术，出台行之有效的管理办法，一定能将非道路移动机械的污染物排放降到更低的水平。
【参考文献】
【1】袁盈，等.机动车污染控制100问[M]. 北京：化学工业出版社，2005.