非道路移動機械尾氣排放控制的現狀與技術

劉勇

【摘 要】非道路移動機械由于缺乏監管，對大氣環境污染排放的影響正在被廣泛關注，隨著標準的完善，新技術的應用，新管理手段的實施，將會對非道路移動機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.

【關鍵詞】非道路移動機械；尾氣；環保

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

【中圖分類號】TK421 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0115-02

1 引言

近幾年出現的“霧霾”一詞已經不是一個新名詞，隨著人們環保意識的增強，越來越多的人開始關注自身所處環境的空氣質量，以北京為例，PM2.5污染最大的是機動車尾氣排放，人們對馬路上跑的機動車真是又愛又恨，可是除了馬路上的機動車排放尾氣以外，還有一類機動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械，這類設備被稱為非道路移動機械。

2 非道路移動機械的定義

非道路移動機械包括工程機械、農業機械、小型通用機械、柴油發電機組等。生活中常見的機械如下。

工程及農用機械：用于工程建設施工機械的總稱，主要燃料為柴油。包括挖掘機、推土機、裝載機、叉車、壓路機、攤鋪機、平地機以及其他機械等。拖拉機、農用運輸車、聯合收割機、排灌機械以及其他機械等。

柴油發電機組：以柴油為燃料，在恒定轉速下工作的移動式發電機組。

3 非道路移動機械排放尾氣的組成及危害

非道路移動機械主要以柴油為燃料，柴油發動機排放的尾氣主要由可吸入顆粒物、氮氧化合物、碳氫化合物及一氧化碳、煙度等成分構成[1]。其中可吸入顆粒物包括固體物質（主要由于柴油微小油滴擴撒燃燒中混合、燃燒的不均勻形成局部缺氧、高溫條件下產生）、可溶性有機物及硫酸鹽物質（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生的硫酸鹽物質組成）。氮氧化合物主要因高溫和高壓富氧條件下產生。柴油機的污染物排放嚴重，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動車排放量總量的90%，排放的氮氧化合物接近機動車排放量總量的70%。

4 我國非道路移動機械尾氣排放管理現狀

在我國，非道路移動機械分布范圍廣，沒有統一的行政部門對其管理，因此我國非道路移動機械存在使用年限長，維護保養不到位，更新速度慢，后期監管不到位等問題。以在工地中廣泛使用的挖掘機為例，近一半的挖掘機為私人購買，購買來源為國外淘汰的二手機械，所有者自行保養，不需要年檢，沒有相關部門管控，造成挖掘機帶病超長服役。

5 非道路移動機械尾氣排放的控制辦法

各國的步驟和方法大體相當但不完全一樣，推行新柴油發動機排放標準，倒逼機械研發制造企業使用新技術，從而滿足新標準。對于在用的非道路移動機械，可對現有機械排放后處理設計進行升級改造，由政府與用戶共同出力，既能延長非道路移動機械的使用壽命，又能滿足環保要求。對柴油品質進行控制，加大清潔燃油的供應，同時嚴控不合格柴油流入市場。以美國重型機動車柴油發動機為例，隨著排放標準的日趨嚴格，新技術應運而生。

5.1 非道路移動機械尾氣排放的控制技術

非道路移動機械尾氣控制技術主要包括：

①顆粒物排放控制技術：氧化催化轉換器、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：廢棄再循環、選擇性催化還原法。

氧化催化轉化器為流過式系統，沒有背壓。尾氣流經氧化催化轉化器，轉化器為蜂窩狀材質，表面涂有鉑鈀等貴金屬所制作的催化劑，可以有效降低碳氫化合物和一氧化碳的排放，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物。

顆粒氧化催化器為流過式系統，背壓低，尾氣流經顆粒氧化催化器，催化器材質為金屬纖維載體，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污染物，可以有效降低碳氫化合物和一氧化碳的排放，可以在一定程度上降低顆粒物的排放。

壁流式柴油顆粒物過濾器，壁流式系統，背壓高，需定時再生，材質以陶瓷為載體，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污染物（催化劑量不大），可以有效降低碳氫化合物和一氧化碳的排放，并降低顆粒物的排放。但會增加柴油車的油耗。

廢棄再循環，廢氣再循環（EGR）如其名稱一樣：將廢氣循環回發動機的氣缸，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： 在循環廢氣回到氣缸前降低其溫度可以進一步降低氣缸燃燒溫度，NOx排放最多可降低40%。缺點是氣缸溫度降低導致顆粒物排放增加，發動機效率降低，再生次數增加，油耗上升， 發動機后處理設備壽命縮短，同時發動機操作性降低，維護成本上升。

選擇性催化還原法（SCR）：尾氣后處理技術，最常用的是通過分解尿素產生的氨在催化劑作用下與氮氧化合物反應來降低氮氧化合物的排放。優點是氮氧化合物去除率高，發動機可以在高溫燃燒區運行而更高效，降低了顆粒過濾器再生次數，可提高發動機及后處理設備壽命更長。

除此以外，可將各類尾氣處理技術組合運用，取長補短，比如將柴油顆粒物過濾器與選擇性催化還原設備合二為一，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，也提供更好的被動式顆粒物過濾器再生。

5.2 非道路移動機械尾氣排放的管理辦法

非道路移動機械不在相關部門備案，流動性強，因此產生了監管空白。近年來，環保部門出臺了一系列監管辦法，以天津市為例，從2015年起，率先施行非道路移動機械準入制度，要求凡是進入施工工地的非道路移動機械，需要向環保部門進行登記，并申請檢測，檢測合格的才能進入工地施工。天津市環保部門以工地為基礎，從源頭上對非道路移動機械進行管控，從而達到了較好的尾氣排放治理效果。

6 結語

隨著人們對機動車污染源排放治理的推進，非道路移動機械的尾氣治理會更加被重視，我國雖然起步比較晚，但可借鑒國外的治理技術，并結合自身特點，制定符合我國國情的標準，使用更有效的凈化技術，出臺行之有效的管理辦法，一定能將非道路移動機械的污染物排放降到更低的水平。

【參考文獻】

【1】袁盈，等.機動車污染控制100問[M]. 北京：化學工業出版社，2005.