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1、柴油机SCR系统的概述,SCR技术应用的背景,全球化石燃料的短缺及 CO2 减排压力的增加，柴油机以它载重量大 比油耗低 热效率高等优点得到了越来越广泛的应用 但柴油机排放的氮氧化物（NOx ）和微粒（PM ）也对人们的生活环境产生的严重的危害 各国纷纷出台了排放法规，大幅度减少机动车的排放 NOx.,目前，国内外专家普遍认为通过燃烧优化等机内控制措施很难满足欧 欧排放法规的要求 高效的排气后处理技术 SCR以它较高的燃油经济性 对油品要求较低的性质被公认为最具有潜力的技术之一以尿素溶液作为还原剂具有技术成熟 催化剂稳定 NOx转化效率高等优点，因此得到了最广泛的应用,SCR技术工作原理,快速
2、SCR 反应 当增加NOx 中NO2 比例时,可以提高低温条件下N H3 SCR 对NOx 的转化效率 4N H3 + 2NO + 2NO2 =4N2 + 6H2O 该反应可在较低温度下进行。当NO 与NO2 浓度之比为1 时将会有最佳的NOx催化转化效率。该反应在低温条件下的反应速率是标准SCR反应的17 倍,故被称为快速SCR 反应。因此,在SCR 反应器上游安装预氧化装置将一部分NO 氧化成NO2 ,可解决低温情况下N H3 SCR 法NOx转化效率低的问题。,SCR系统的工作原理,标准SCR反应 柴油机的NOx 排放中NO 占90 % 以上, N H3 SCR 催化还原反应主要反应如下
3、: 4N H3 + 4NO + O2 =4N2 + 6H2O 反应被称为标准SCR 反应,该反应是N H3 催化还原NOx的主要反应,在温度300 400 时有较高的反应效率,但在温度较低时( 250 ,如柴油机冷起动) NOx转化效率较低,故需要寻求一种能够在柴油机排气温度较低时仍能保持较高NOx 转化效率的方法。,SCR系统的构成,SCR系统的组成,SCR系统的构成,SCR系统的组成,尿素罐,尿素泵,SCR系统的组成,尿素喷嘴,SCR系统的组成,催化器,SCR系统的组成,氮氧化物传感器,国内外研究现状,SCR技术的影响因素,5 SO2 的影响 对于V2O5 /T iO2 活性炭催化剂, 在
4、V2O5 负载率较低时, SO2 对催化剂活性具有明显促进作用, 而在较高负载率时, 促进作用消失; 在低温条件,SO2对催化剂有毒化作用, 从而抑制SCR 反应, 而在高温条件下却能促进SCR反应, 提高NOx 转化率。,SCR系统的影响因素,4 H2O的影响 对于大多数SCR 催化剂, 低温时H2O的存在降低催化剂的活性, 而在较高温度时H2O 基本不影响NOx 转化率, 此温度随着催化剂的不同而不同。对于催化剂V2O5 /T iO2 而言, 反应温度低于350( 时,由于活性位上H2O与反应物(NH3 或NO )之间存在竞争吸附, H2O 会对催化剂SCR 活性产生抑制作用; 较高温度时
5、H2O 的含量几乎不影响NOx 转化率,SCR系统的影响因素,1 温度的影响 SCR 还原反应过程中必须有O2 存在并且有适宜的温度。温度过高时, NH3 可能自行燃烧而不与NOx 反应; 温度太低时, 则反应速度可能太慢, 由此产生的冷凝还将损坏催化剂。 2 柴油品质的影响 柴油品质的好坏也间接影响了SCR 的工作效能。柴油中的硫含量将会使装置里的催化剂中毒,将使SCR 的工作效率大大降低。所以, 燃油品质的提高与SCR的广泛使用有着密切的联系。,SCR系统的影响因素,3 PM及粉尘的影响 柴油机排气中的另一个主要污染成分就是PM。如果过多的PM 堆积在催化器中就会增加排气阻力, 使排气不畅通, 排气不能充分与催化剂接触, SCR 催化装置的效率将会大大降低。在SCR 装置进行催化还原反应前先让排气通过颗粒捕集器,既可以降低柴油机PM 的排放, 同时也解决了SCR中PM的影响,排气温度传感器,Thank You!,
