非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放控制的現(xiàn)狀與技術(shù)

劉勇

【摘 要】非道路移動(dòng)機(jī)械由于缺乏監(jiān)管，對(duì)大氣環(huán)境污染排放的影響正在被廣泛關(guān)注，隨著標(biāo)準(zhǔn)的完善，新技術(shù)的應(yīng)用，新管理手段的實(shí)施，將會(huì)對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放起到很好的減排效果。

【Abstract】The impact of non-road mobile machinery on the pollution of atmospheric pollution is being widely concerned due to the lack of supervision. With the improvement of standards， the application of new technologies and the implementation of new management methods， the non-road mobile machinery emissions has reduced effectively.

【關(guān)鍵詞】非道路移動(dòng)機(jī)械；尾氣；環(huán)保

【Keywords】 non - road mobile machinery； tail gas； environmental protection

【中圖分類號(hào)】TK421 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0115-02

1 引言

近幾年出現(xiàn)的“霧霾”一詞已經(jīng)不是一個(gè)新名詞，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，越來越多的人開始關(guān)注自身所處環(huán)境的空氣質(zhì)量，以北京為例，PM2.5污染最大的是機(jī)動(dòng)車尾氣排放，人們對(duì)馬路上跑的機(jī)動(dòng)車真是又愛又恨，可是除了馬路上的機(jī)動(dòng)車排放尾氣以外，還有一類機(jī)動(dòng)車往往被大家所忽略。你是否在工地里看到過冒黑煙的施工機(jī)械，這類設(shè)備被稱為非道路移動(dòng)機(jī)械。

2 非道路移動(dòng)機(jī)械的定義

非道路移動(dòng)機(jī)械包括工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型通用機(jī)械、柴油發(fā)電機(jī)組等。生活中常見的機(jī)械如下。

工程及農(nóng)用機(jī)械：用于工程建設(shè)施工機(jī)械的總稱，主要燃料為柴油。包括挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)、叉車、壓路機(jī)、攤鋪機(jī)、平地機(jī)以及其他機(jī)械等。拖拉機(jī)、農(nóng)用運(yùn)輸車、聯(lián)合收割機(jī)、排灌機(jī)械以及其他機(jī)械等。

柴油發(fā)電機(jī)組：以柴油為燃料，在恒定轉(zhuǎn)速下工作的移動(dòng)式發(fā)電機(jī)組。

3 非道路移動(dòng)機(jī)械排放尾氣的組成及危害

非道路移動(dòng)機(jī)械主要以柴油為燃料，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放的尾氣主要由可吸入顆粒物、氮氧化合物、碳?xì)浠衔锛耙谎趸?、煙度等成分?gòu)成[1]。其中可吸入顆粒物包括固體物質(zhì)（主要由于柴油微小油滴擴(kuò)撒燃燒中混合、燃燒的不均勻形成局部缺氧、高溫條件下產(chǎn)生）、可溶性有機(jī)物及硫酸鹽物質(zhì)（主要由燃料和潤滑油的未燃成分及燃料和潤滑油中硫燃燒后產(chǎn)生的硫酸鹽物質(zhì)組成）。氮氧化合物主要因高溫和高壓富氧條件下產(chǎn)生。柴油機(jī)的污染物排放嚴(yán)重，可吸入顆粒物及氮氧化合物，全國柴油車排放的可吸入顆粒物接近機(jī)動(dòng)車排放量總量的90%，排放的氮氧化合物接近機(jī)動(dòng)車排放量總量的70%。

4 我國非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放管理現(xiàn)狀

在我國，非道路移動(dòng)機(jī)械分布范圍廣，沒有統(tǒng)一的行政部門對(duì)其管理，因此我國非道路移動(dòng)機(jī)械存在使用年限長，維護(hù)保養(yǎng)不到位，更新速度慢，后期監(jiān)管不到位等問題。以在工地中廣泛使用的挖掘機(jī)為例，近一半的挖掘機(jī)為私人購買，購買來源為國外淘汰的二手機(jī)械，所有者自行保養(yǎng)，不需要年檢，沒有相關(guān)部門管控，造成挖掘機(jī)帶病超長服役。

5 非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放的控制辦法

各國的步驟和方法大體相當(dāng)?shù)煌耆粯?，推行新柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，倒逼機(jī)械研發(fā)制造企業(yè)使用新技術(shù)，從而滿足新標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于在用的非道路移動(dòng)機(jī)械，可對(duì)現(xiàn)有機(jī)械排放后處理設(shè)計(jì)進(jìn)行升級(jí)改造，由政府與用戶共同出力，既能延長非道路移動(dòng)機(jī)械的使用壽命，又能滿足環(huán)保要求。對(duì)柴油品質(zhì)進(jìn)行控制，加大清潔燃油的供應(yīng)，同時(shí)嚴(yán)控不合格柴油流入市場。以美國重型機(jī)動(dòng)車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

5.1 非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放的控制技術(shù)

非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣控制技術(shù)主要包括：

①顆粒物排放控制技術(shù)：氧化催化轉(zhuǎn)換器、顆粒氧化催化器、柴油顆粒物過濾器。

②氮氧化合物排放控制技術(shù)：廢棄再循環(huán)、選擇性催化還原法。

氧化催化轉(zhuǎn)化器為流過式系統(tǒng)，沒有背壓。尾氣流經(jīng)氧化催化轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)化器為蜂窩狀材質(zhì)，表面涂有鉑鈀等貴金屬所制作的催化劑，可以有效降低碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧?，可以在一定程度上降低顆粒物的排放，主要是去除了可溶性有機(jī)物。

顆粒氧化催化器為流過式系統(tǒng)，背壓低，尾氣流經(jīng)顆粒氧化催化器，催化器材質(zhì)為金屬纖維載體，多用鉑鈀等貴金屬作為催化劑，氧化收集表面顆粒物及氣態(tài)污染物，可以有效降低碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧牛梢栽谝欢ǔ潭壬辖档皖w粒物的排放。

壁流式柴油顆粒物過濾器，壁流式系統(tǒng)，背壓高，需定時(shí)再生，材質(zhì)以陶瓷為載體，多用鉑鈀等貴金屬作為催化劑氧化收集在表面顆粒物及氣態(tài)污染物（催化劑量不大），可以有效降低碳?xì)浠衔锖鸵谎趸嫉呐欧?，并降低顆粒物的排放。但會(huì)增加柴油車的油耗。

廢棄再循環(huán)，廢氣再循環(huán)（EGR）如其名稱一樣：將廢氣循環(huán)回發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸，降低了燃燒問題，從而降低了氮氧化合物的排放。

冷卻廢氣再循環(huán)： 在循環(huán)廢氣回到氣缸前降低其溫度可以進(jìn)一步降低氣缸燃燒溫度，NOx排放最多可降低40%。缺點(diǎn)是氣缸溫度降低導(dǎo)致顆粒物排放增加，發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低，再生次數(shù)增加，油耗上升， 發(fā)動(dòng)機(jī)后處理設(shè)備壽命縮短，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)操作性降低，維護(hù)成本上升。

選擇性催化還原法（SCR）：尾氣后處理技術(shù)，最常用的是通過分解尿素產(chǎn)生的氨在催化劑作用下與氮氧化合物反應(yīng)來降低氮氧化合物的排放。優(yōu)點(diǎn)是氮氧化合物去除率高，發(fā)動(dòng)機(jī)可以在高溫燃燒區(qū)運(yùn)行而更高效，降低了顆粒過濾器再生次數(shù)，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)及后處理設(shè)備壽命更長。

除此以外，可將各類尾氣處理技術(shù)組合運(yùn)用，取長補(bǔ)短，比如將柴油顆粒物過濾器與選擇性催化還原設(shè)備合二為一，可減少體積和占用空間，更好的溫度控制，更好的氮氧化合物排放控制，也提供更好的被動(dòng)式顆粒物過濾器再生。

5.2 非道路移動(dòng)機(jī)械尾氣排放的管理辦法

非道路移動(dòng)機(jī)械不在相關(guān)部門備案，流動(dòng)性強(qiáng)，因此產(chǎn)生了監(jiān)管空白。近年來，環(huán)保部門出臺(tái)了一系列監(jiān)管辦法，以天津市為例，從2015年起，率先施行非道路移動(dòng)機(jī)械準(zhǔn)入制度，要求凡是進(jìn)入施工工地的非道路移動(dòng)機(jī)械，需要向環(huán)保部門進(jìn)行登記，并申請(qǐng)檢測，檢測合格的才能進(jìn)入工地施工。天津市環(huán)保部門以工地為基礎(chǔ)，從源頭上對(duì)非道路移動(dòng)機(jī)械進(jìn)行管控，從而達(dá)到了較好的尾氣排放治理效果。

6 結(jié)語

隨著人們對(duì)機(jī)動(dòng)車污染源排放治理的推進(jìn)，非道路移動(dòng)機(jī)械的尾氣治理會(huì)更加被重視，我國雖然起步比較晚，但可借鑒國外的治理技術(shù)，并結(jié)合自身特點(diǎn)，制定符合我國國情的標(biāo)準(zhǔn)，使用更有效的凈化技術(shù)，出臺(tái)行之有效的管理辦法，一定能將非道路移動(dòng)機(jī)械的污染物排放降到更低的水平。

【參考文獻(xiàn)】

【1】袁盈，等.機(jī)動(dòng)車污染控制100問[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.