科创中国

如何高效净化柴油机尾气主要污染组分氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）是一个世界性的难题。本项目开发的催化后处理系统能高效净化柴油机尾气NOx，结合机内调整措施（降低柴油车PM的排放），可使重型柴油车尾气排放全面满足我国正在实施的国IV/V标准。该系统以尿素选择性催化还原和碳氢选择性催化还原为技术路线，开发了具有自主知识产权的整体式V-W-Ti催化剂和银/氧化铝催化剂配方与制造技术，并分别采用尿素水溶液与乙醇为还原剂。整个后处理系统由催化转化器、还原剂存储与添加装置以及匹配控制系统构成。该催化后处理系统的应用对象为重型柴油车排放污染净化，利用该系统，可使国产柴油车NOx达到国IV/V甚至是更严格国V标准。配合机内调整措施，可使重型柴油车整车排放达到国IV/V限值。柴油机尾气NOx后处理系统由催化转化器、还原剂存储与添加装置以及匹配控制系统。催化转化器是整个系统的核心部件，催化剂的体积与发动机排气量相关，以空速为量化指标时，控制在10000-30000/h范围内NOx净化效率高。当排温在250℃以上时，催化剂的NOx净化效率较高。

该柴油机尾气后处理系统以尿素选择性催化还原（Urea-SCR）和碳氢化合物选择性催化还原（HC-SCR）为NOx净化技术路线，并通过发动机调整来降低柴油车PM以满足排放标准，简化了后处理系统，降低了控制系统的复杂性。利用该系统，可使国产柴油车NOx达到国IV/V甚至是更严格国V标准。配合机内调整措施，可使重型柴油车整车排放达到国IV/V限值。

基于SCR技术的后处理系统已成为满足国IV/V排放标准国产重型柴油车的标准配置，也可适用于高排放国III柴油车的改造。

本技术形成了完整的重型柴油车后处理技术体系，实现了基于自有技术、国产原料的SCR后处理装备的规模化生产，打破了国外企业对柴油车后处理市场的垄断。因此本成果开发的高效柴油机尾气NOx净化系统具有广阔的、可以预期的应用前景。

实验室现有固定人员24人，包括中国工程院院士1人，研究员6人，副研究员6人，助理研究员10人，学术秘书2人。研究生和博士后44人。研究室先后承担了“十五”至“十二五”国家863计划、“十三五”国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略先导专项等项目（重大、重点）、课题148项，入选科技部创新人才推进计划重点领域创新团队；在我国大气灰霾成因、柴油车污染控制、室内污染控制、痕量气体在线检测仪器的研发等方面取得了系列原创性研究成果，发表学术论文540余篇；授权发明专利46项、授权实用新型专利7项，有多项专利技术转让给企业实施应用；以第一完成人获国家技术发明奖二等奖、国家科学技术进步奖二等奖、国家自然科学奖二等奖等多项科技奖励。培养博士（博士后）和硕士研究生等80余名。

本技术已在中国重汽集团建设了年产30万套重型柴油车用催化转化器全自动化生产线，产品在中国重汽产生的22个机型、数千种车型实现了配套。截止2019年底，已在国产重型柴油车上实现了150万余台的规模化应用。实施方式为新车出厂统一标配、在用国III改造。打破了国外企业对柴油车后处理市场的垄断。

2014年获国家科技进步奖二等奖。

本科技成果支持技术转让、技术开发、技术服务等多种合作方式。