导　读

　　为促进“一带一路”共建国家的环保技术交流和产业合作，推动国内外环保先进实用技术推广应用，服务绿色“一带一路”建设和打好污染防治攻坚战，在生态环境部相关部门指导下，生态环境部对外合作与交流中心和中国环境保护产业协会联合开展了2020年绿色“一带一路”技术储备库技术征集活动并形成2020年绿色“一带一路”技术储备库入选技术清单，共计54项。现开通绿色“一带一路”技术储备库技术展示专栏，陆续展示纳入技术储备库的先进实用环保技术。

 

柴油机械用双模态DPF尾气净化器

 

　　一、技术持有单位

　　合肥宝发动力技术股份有限公司

　　二、适用范围

　　道路、非道路柴油机械行业的柴油发动机尾气含PM颗粒物烟气的深度净化技术，尤其针对的需要排放控制的国家及地区进行柴油机械的深度治理技术。

　　三、主要技术内容

　　（一）基本原理

　　DPF（柴油颗粒捕集器）是一种安装于柴油发动机系统中的陶瓷过滤器，利用过滤体对发动机尾气排气过程中的碳颗粒物PM进行物理过滤处理。DPF对柴油颗粒物的净化最为有效，可减少发动机产生的碳烟颗粒达90%以上。这种被动再生DPF技术应用在非道路低排温的柴油机械领域（在低排温200度以内时，DOC贵金属无法实现充分化学反应DPF会堵塞），特别是一些公交车、牵引车、叉车、农机等低附加值柴油机械领域因排气温度太低，则会引起DPF净化器产品的压力持续上升，最终导致DPF堵塞堵死失效，进一步引起发动机的破坏。

　　POC阀颗粒捕集器（双模态DPF）的设计原理是在净化器产品DPF载体一端的中心位置预留部分面积不堵孔（POC状态），并使用POC阀预先封堵。这样在排气背压允许值内时是以DPF状态捕捉柴油颗粒物PM，达到过滤颗粒物的物理效果。

　　通过颗粒物的不断累积，达到了DPF载体上POC阀设定的压力值时，POC阀阀门被迫打开，产品以POC模式进行工作，进而使得多余碳烟PM排出排气系统，从根本上防止DPF的堵塞。当产品处于POC模式下工作时，用户需及时对产品拆卸进行人工清理，使得产品从POC模式下再次转变成DPF模式下。POC状态下即便用户偶尔疏忽了清理，也不会出现DPF产品整体技术路线的失败。因为当排气背压大于压簧预设值后，POC阀打开，DPF载体内部压力不会持续上升，PM颗粒不会压的太紧，颗粒物可以轻易反吹出来，可实现有效清理。

　　（二）技术优势

　　1、高可靠性

　　目前市场使用该双模态DPF产品经历了批量2000多套的市场运用，没有一套产品出现低排温条件下（最高排气温度在180度以下的）DPF堵塞的质量故障发生，可靠且耐用。而同类的DPF颗粒捕集器其它技术（如主动再生DPF、被动再生DPF、低排温再生DPF），几乎无法应用，故障率高且维护特别困难，导致的发动机拉缸拉瓦事件频繁发生。

　　2、系统运行稳定，耐久性高

　　对低温条件下的各种柴油机械整机的适应性强，系统运行稳定，操作简单，耐久性高。已助力多家叉车制造商、多地柴油车尾气改造中实现低排放，最早采用此技术的北京部分客户自2017年连续运行至今，无堵塞、发动机拉缸拉瓦现象。

　　3、运行节能降耗

　　由于两种模态在不同排气背压下可以自由实现相互切换，双模态装置使得除烟更高效，且整套装置是机械产品，无需用电；当排气阻力上升，则自动切换为POC状态，导致排气背压不会出现普通DPF产品那样快速上升的现象，节能降耗，整体运行节能是同类DPF技术的10%-20%。

　　4、投资成本低

　　达到同样排放指标要求，双模态技术比常规主动再生技术投资低约50%-60%，减少了企业的投资压力。

　　5、产品结构简单、安装方便

　　利用原有DPF产品技术进行升级设计，不改变DPF的外部尺寸结构。布置简洁，安装工作量小，改造工期为半天。

　　四、技术指标及使用条件

　　（一）技术指标

　　1、在DPF状态时，颗粒物PM的去除率稳定在90%以上，出口PM不透光烟度系数低于0.5 m-1；

　　2、运行期间排气背压不超过35KPa。

　　（二）条件要求

　　双模态DPF技术对柴油含硫量和柴油颗粒物浓度的适应范围宽，其中入口浓度PM不透光烟度系数低于3.0 m-1，柴油含硫量≤200PPM标准的能保证超低排放。但发动机存在烧机油、机油泄露、失火以及增压器损坏等情况不能加装此装置。

　　（三）典型规模

　　双模态DPF技术以机场柴油机械、叉车、牵引车、发电机组行业为例，典型单套规模适用于：DPF入口排气温度低于200度以下的柴油机械减排应用场景。

　　五、关键设备及运行管理

　　（一）主要设备

　　双模态技术属于DPF被动再生系统的技术延伸，由DPF、DOC、双模态控制系统、远程监控系统、上下进气盖等众多子组件组成，其中技术核心为机械双模态技术，也是公司的专利产品。

　　（二）运行管理

　　双模态DPF技术具有成熟的运行管理方法，全系统采用远程监控系统掌握，运行稳定，操作简便，自动化程度高。运行操作都采用自动控制+远程监护，已完成与双模态DPF产品同步运行检修周期需求。

　　六、投资效益分析

　　以安徽合力股份有限公司的新柴油叉车的出厂前尾气搭载为例。

　　（一）投资情况

　　安徽合力股份有限公司的柴油叉车尾气达标改造项目，于2017年10月开始招投标及验收测试各方投标方产品，与2018年12月确认合肥宝发公司双模态DPF产品适合，2019年起该公司一直是该叉车龙头企业的DPF供货单位，每批次产品交货，改造需要半天即可完工。总投资约1200万，其中设备投资费约150万。

　　（二）运行费用

　　处理PM碳烟颗粒物的运行成本为200元/吨。

　　（三）效益分析

　　1、经济效益分析

　　（1）双模态DPF技术效果好，一次性达标率可达90%以上，避免了POC产品的低捕集率风险；

　　（2）非主动再生条件下，低排温DPF的再生处理效率由过去每个班一次倒吹清理可以提升到15个工作班清理一次（针对国三非道路柴油机械），效率提升了15倍。处理成本的降低比起单班清理则大大节省。使用成本的降低更为明显，过去在低排温条件下2周连续使用就可以用坏一套DPF总成产品，导致上万元的DPF总成产品以及上万元的发动机损失，而双模态DPF产品则可以完全避免。

　　使用成本的降低更为明显，过去在低排温条件下2周连续使用就可以用坏一套DPF总成产品，导致上万元的DPF总成产品以及上万元的发动机损失，而双模态DPF产品则可以完全避免。

　　2、环境效益分析

　　（1）在实施过程中，柴油尾气颗粒物都是在封闭的DPF仓内进行过滤，可以将尾气通过DPF陶瓷载体吸附后达标排放；

　　（2）尾气处理后，清理过程使用集尘袋统一收集，可以避开二次空气污染；

　　（3）收集回来的碳烟，通过高温电炉焚烧，无二次污染。

　　七、技术成果鉴定与鉴定意见

　　（一）组织鉴定单位

　　中国工程机械工业协会工业车辆分会

　　（二）鉴定时间

　　2017年6月1日

　　（三）鉴定意见

　　专业评审委员会认为该双模态DPF技术整体水平具有实用性和先进性，为道路及非道路低温车型实现柴油机械尾气颗粒物PM烟尘的深度净化提供了创新性的一体化解决方案，对老旧机械排放改造及新车实现达标排放限值，及深度治理具有良好的推广价值。

　　八、推广与应用示范情况

　　（一）推广情况

　　双模态DPF技术是基于该公司自主知识产权的针对低温柴油机械车型的尾气深度治理技术，该技术已经大量用于公交车、叉车、牵引车、小型装载机、发电机组、机场地勤设备等领域，在各个行业中各种大小规模的柴油机械尾气治理项目上得到运用，已投运项目台套2000多台，投运项目均满足“超低排放”限值，得到了业主的高度认可和好评。

　　（二）应用情况

　　1、主要用户名录

　　项目与用户过多，按时间仅罗列少部分行业具有代表性的烟气治理项目。

　　2、用户意见

　　2019年6月，安徽合力股份有限公司技术中心通过3个月的连续运行测试、强化试验后对双模态DPF技术评估意见：

　　安徽合力股份有限公司HELI采取“DPF+双模态技术”治理柴油机械尾气超标的技术路线，可实现新车尾气PM排放长期稳定达到污染控制标准依据GB36886-2018《非道路柴油机械排气烟度限值及测量方法》中规定的三类排放数值。

　　实例1：安装前的不透光烟度系数为3.07m-1，安装后的不透光烟度系数为0.05m-1，过滤效果超过95%；满足污染控制标准依据GB36886-2018《非道路柴油机械排气烟度限值及测量方法》不透光烟度系数为0.5m-1的三类排放数值。

　　其中，由安徽合力股份有限公司组织的合力新车搭载DPF尾气净化器供应商产品对比测试中，参与企业有4家，分别是：合肥宝发动力、南京依科卡特、无锡凯龙、池州艾可蓝。

　　鉴定结果：获得供应商各项指标评测第一。

　　九、专利及获奖情况

　　（一）专利情况

　　（二）获奖情况

　　十、技术服务方式

　　本双模态DPF技术的设计、产品配套全部由合肥宝发动力技术股份有限公司独立操作，高效、规范的工作保证产品保质保量地完成。而实施、售后服务等可全部外部给各整车厂或代理商完成，该公司有专人负责售后服务给代理商技术指导，能够为客户提供最佳的售后服务。

 

　　对接洽谈

　　生态环境部对外合作与交流中心

　　技术交流部

　　联系人：孔德、费伟良

　　联系电话：010-82268942/8791

　　邮箱：kong.de@fecomee.org.cn