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推行国Ⅳ重型柴油车车用尿素供应体系研究

作　者: 仲崇智
导　师: 吴森; 毛洪钧
学　校: 武汉理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 国Ⅳ重型柴油车 SCR 车用尿素溶液供应体系
分类号: TQ441.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着中国经济的迅猛发展,汽车产量和保有量快速增长,机动车尾气排放污染问题引起人们的日益关注。根据2010年环保部公布的年报,对我国重点城市机动车污染的调查显示,目前机动车已成为城市大气中最重要的污染源,其贡献率远远超过其它污染源。我国重型车保有量虽然仅占机动车总保有量的5%,占汽车保有量的15%。但其NOx和PM的排放量占到总排放量的74%和86%,是控制的重点。因此加强对重型柴油车的排放控制,提高相应的排放标准(即对重型柴油车实行国家Ⅳ阶段排放标准),从环境费效比角度,在目前阶段是一个最优化的手段。预计2013年我国重型车将全面实施国Ⅳ排放标准,且主要采取的后处理技术路线有两种：一种是SCR(选择催化还原)；另一种是EGR+DPF。这两种路线在国际上被广泛采用,美国以EGR为主流路线,欧洲以SCR为主流路线。我国根据自身情况可能会采取以SCR作为主流技术路线。其中,SCR后处理系统需要加注车用尿素溶液,车用尿素溶液分解后产生的氨作为还原剂,与NOx反应生成N2。因此保证品质合格的车用尿素溶液的充足供应是SCR重型柴油车国Ⅳ排放标准顺利实施的关键因素。本文以北京市为例,主要从以下4个方面开展研究工作：(1)北京市车用尿素溶液需求及发展分析包括：国Ⅳ重型柴油车保有量估算、单车车用尿素年消耗量估算、国Ⅳ标准实施后车用尿素溶液年需求量估算、车用尿素溶液的成本与效益分析；(2)北京市车用尿素溶液的供应方案包括：北京市车用尿素溶液的供应方案规划、北京市车用尿素溶液的供应方式、北京市车用尿素溶液的经销方式、相关规范对加油站建立车用尿素溶液加注系统的要求；(3)车用尿素溶液的品质对SCR系统的运行效果影响评估包括：国外进行的车用尿素溶液存储试验和SCR系统在极端气候条件下的运行试验、北京正常工况下公交车队车用尿素溶液的实际使用情况、北京市场上不同生产厂家的车用尿素溶液产品对NOx消减率的影响、车用尿素溶液浓度对NOx排放的影响；(4)车用尿素溶液供应体系的监管建议包括：针对生产供应商的监管、针对产品经销商的监管、针对车用尿素溶液终端用户(社会营运柴油车和北京市特殊车队)的监管。北京市作为我国环保行列前沿以及历次新标准提前实施的示范地区,通过针对北京市开展推行国Ⅳ重型柴油车车用尿素供应体系的研究工作,提出一套车用尿素供应体系的方案建议,对未来我国其它重点城市以及全国范围内推广重型柴油车国Ⅳ排放标准具有普遍的指导意义。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 研究背景  10-13
  1.2 研究目的和意义  13-14
  1.3 研究内容和方法  14
  1.4 本章小结  14-15
第2章重型柴油车实现国Ⅳ排放标准的技术路线  15-25
  2.1 SCR技术路线的介绍  16-20
  2.2 EGR+DPF技术路线的介绍  20-21
  2.3 两种后处理技术路线的对比分析  21-23
  2.4 我国重型柴油车国Ⅳ后处理技术路线的选择  23
  2.5 本章小结  23-25
第3章车用尿素的生产及其品质要求  25-38
  3.1 车用尿素的生产过程  25-29
  3.2 车用尿素的品质  29-35
  3.3 SCR系统对车用尿素的要求  35-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章北京市车用尿素的需求与产能  38-48
  4.1 北京市重型柴油车的构成及保有量情况  38-40
  4.2 北京市柴油分销情况  40-42
  4.3 北京市车用尿素的需求情况分析  42-44
  4.4 北京市车用尿素的产能情况分析  44-46
  4.5 本章小结  46-48
第5章北京市车用尿素的运输、存储、经销和加注方案  48-68
  5.1 车用尿素溶液的加注方式介绍  48-51
  5.2 北京市车用尿素的供应方案  51-61
  5.3 北京市车用尿素溶液加油站布点供应方案  61-67
  5.4 本章小结  67-68
第6章车用尿素生产与分销的成本与效益  68-76
  6.1 车用尿素溶液成本分析  68-72
  6.2 车用尿素溶液的逐年消耗量预测以及其价格走势分析  72-75
  6.3 补贴政策  75
  6.4 本章小结  75-76
第7章采用SCR技术的国Ⅳ柴油车的后处理装置运行效果评估  76-88
  7.1 采用SCR技术的重型柴油车在极端气候条件下的后处理运行效果  76-80
  7.2 北京正常工况下SCR正常运行时车用尿素溶液与柴油消耗的比例关系  80-83
  7.3 OBD对SCR运行状态监控的敏感程度研究  83-87
  7.4 本章小结  87-88
第8章北京市车用尿素溶液供应系统的监管建议  88-110
  8.1 制定监管机制的理论基础、技术手段及目的  89-94
  8.2 关于车用尿素溶液的生产供应商的监管建议  94-100
  8.3 关于车用尿素溶液经销商的监管建议  100-101
  8.4 关于车用尿素溶液终端用户的监管建议  101-107
  8.5 车用尿素溶液产品的检测机构  107-108
  8.6 关于车用尿素溶液配兑、分销、加注现场管理的建议  108-109
  8.7 本章小结  109-110
第9章全文总结和展望  110-116
  9.1 全文总结  110-113
  9.2 展望  113-116
参考文献  116-119
致谢  119-120
附录Ⅰ：攻读硕士学位期间参研情况  120-121
附录Ⅱ：本文专用术语解释  121

推行国Ⅳ重型柴油车车用尿素供应体系研究

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