柴油机SCR系统尿素结晶的适用性研究

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柴油车SCR系统尿素结晶优化方案研究

柴油车SCR系统尿素结晶优化方案研究作者：江涛来源：《山东工业技术》2017年第21期摘要：本文针对柴油车SCR后处理系统中出现的尿素结晶问题优化措施进行研究，提出了减小尿素喷射量、减小喷孔孔径、优化混合器结构、优化DOC出气口结构以及尿素水溶液添加剂等五项优化措施，并进行了试验验证。

结果表明，五项措施均可以明显改善尿素结晶。

关键词：柴油机；SCR；尿素结晶DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.21.0020 引言2017年1月1日，全国全面实施第五阶段国家机动车排放标准。

相比国四标准，新标准轻型车氮氧化物排放降低25%，重型车氮氧化物排放降低43%.为了满足此标准，多数主机厂在柴油车后处理方案上均采用了DOC与SCR系统，此方案在降低氮氧化物的同时不可避免的会出现尿素结晶的问题，图1为某柴油机车路试中出现的尿素结晶现象。

1 结晶机理尿素在排气尾管中收到发动机排气温度的作用发生热解反应，产生氨气，反应过程如下：从上述反应过程可以看出，若发动机SCR混合器中的温度长期在150～280℃的温度区间内，（异氰酸）发生副反应的几率很大。

2 优化方案与试验验证因排气温度与排气流量主要取决于发动机本体，对于主机厂而言，变更发动机本体对发动机的各项性能影响较复杂，本文主要研究发动机本体以外的优化方案对尿素结晶风险的改善。

2.1 优化尿素喷射量优化尿素喷射量为改善尿素结晶风险最直接的方式，在满足排放法规要求的同时，降低各个工况点的尿素喷射量以及氨存储量。

试验中使用某柴油机，在同一稳定工况点，尿素喷射量降低20mg/s，进行20小时台架尿素结晶对比试验，试验结果表明，尿素喷射量的降低对结晶风险的改善明显，如图2所示。

2.2 减小喷孔孔径试验中使用某柴油机，在流量不变的情况下，将三孔尿素喷嘴变更为六孔尿素喷嘴，喷雾粒径降低20um，在同一工况下，进行20小时尿素结晶对比试验，试验结果表明，喷孔数的增加或者喷孔孔径的减小，可以极大的改善尿素结晶风险，如图3所示。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（Selective catalytic reduction，选择性催化还原）是一种有效的柴油机尾气后处理技术，可以显著减少柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）排放。

柴油机尾气中的NOx是一种对环境和人类健康有害的物质，主要由高温燃烧过程中的空气中的氮气和氧气生成。

高温燃烧过程中，柴油机内的氮气和氧气反应生成氮氧化物，包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。

这些氮氧化物排放到大气中后，会进一步与其他大气污染物反应，形成臭氧和细颗粒物，对环境和健康造成危害。

SCR技术通过在柴油机尾气中加入一种尿素溶液（即尿素水溶液或尿素汽油混合物），利用一催化剂（如铜铝混合物）将尿素溶液分解成氨气（NH3）和二氧化碳（CO2），并将NH3与尾气中的NOx发生选择性反应，生成无害的氮气和水。

这个化学反应可以通过催化剂表面的活性位点上的反应所促进。

SCR技术具有高效、可靠、稳定的特点。

尿素溶液和尾气中的NOx在催化剂的作用下，在较低的温度下就可以发生反应，反应速率迅速，可以在瞬间将尾气中的NOx去除90%以上。

SCR技术不会引入其他有害物质，处理后的尾气中不会增加其他污染物的排放。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用已经被广泛采用。

在汽车尾气排放控制中，SCR 技术已成为目前最主要的核心技术之一。

许多国家和地区都已经立法要求柴油车辆采用SCR技术进行尾气净化，以满足严格的排放标准。

一些大型柴油机，如公共交通车辆、工程机械和发电机组等，也普遍采用SCR技术来降低其尾气中的NOx排放。

除了在交通工具中的应用，SCR技术还被广泛应用于工业领域。

许多工业设备和生产过程中产生的废气中含有较高浓度的NOx，这对环境和工作人员的健康造成威胁。

SCR技术被应用于这些工业设备和生产过程中，可以有效去除废气中的NOx，减少对环境的污染。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（选择性催化还原技术）是目前应用较广泛的一种尾气净化技术，主要用于柴油机尾气的氮氧化物（NOx）减少。

该技术是利用催化剂将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水蒸气，是一种基于亚稳态尿素将NOx还原成氮气和水的原理来净化废气的方法。

该技术不仅能够减少污染物的排放，还能够降低油耗和提高柴油机的性能。

SCR技术的原理是将尿素溶解在水中形成尿素水溶液，然后将溶液喷入SCR催化器中，当尾气通过催化器时，催化剂将尿素水溶液中的尿素分解成氨气和二氧化碳，这些氨气能够和NOx在催化剂上发生反应生成氮气和水蒸气。

因为这个反应是选择性的，只会将NOx转化成N2和H2O，所以在其他部分的尾气中良好的渗透性和吸附性是可以保证的。

同时，SCR系统具有一个电子控制单元（ECU），可以根据发动机的负载，温度等状态调整尿素喷射的量和时间，使得反应的效率最高，并且也能够满足不同停车周期的需求。

SCR技术在柴油机上的应用非常广泛。

它可以适用于中、重型柴油车、发电厂、船舶等大型运输设备和工业用途，同时也可以用于轻型柴油车和摩托车的尾气净化。

不仅如此，SCR技术还能够提高柴油机的使用寿命、减少噪音和振动，以及保护环境，因此被广泛应用到各个行业和领域。

SCR技术的优点是非常明显的。

首先，它可以将95%以上的NOx转化成无害的氮气和水蒸气，大幅减少了对环境的污染。

其次，SCR技术还能够提高柴油机的效率，降低油耗和排放，保护环境的同时也节省了能源资源。

此外，SCR技术还具有操作简便、噪音减少、耐腐蚀等优点，因此广受欢迎。

虽然SCR技术具有很多优点，但是也存在一些问题。

首先，催化剂可能会受到污染和老化而失去作用。

其次，必须使用高质量的尿素来保证SCR系统的正常运行。

最后，SCR技术成本相对较高，需要投入较大的资金来购置和维护设备。

综上所述，SCR技术是目前应用最广泛的一种柴油机尾气净化技术，及其优点明显，但是也存在一些问题。

柴油机SCR系统尿素结晶的适用性研究

柴油机SCR系统尿素结晶的适用性研究作者：史留庆张翠平来源：《科技创新与应用》2014年第32期摘要：针对柴油机SCR系统开发及应用过程中出现的尿素溶液形成沉积展开研究。

首先对尿素沉积物成分进行分析，研究温度对尿素结晶结石的影响，并对减少尿素沉积物的生成进行探索，结果表明：提高尿素启喷温度，修正低温下尿素喷射量，可有效减少尿素沉积物的生成。

关键词：尿素沉积；结晶；结石；启喷温度；喷射量引言国内企业，为确保产品质量，国四车型的SCR系统关键零部件大多采用国外成熟产品，但由于匹配应用经验相对较少，尿素液滴在排气流道内形成结晶结石等沉积物是影响当前SCR 系统稳定运行的主要因素，在车辆运行过程中会引起车辆燃油消耗增加和NOx排放升高等问题，严重时导致发动机限扭，影响发动机正常运行。

1 尿素沉积物的形成与影响因素分析1.1 尿素沉积物的形成条件因SCR系统中会发生复杂的物理和化学反应，包括尿素液滴的雾化、破碎、蒸发，液滴与排气的能量和动量交换[1]，粒子撞壁过程，液膜形成，NOx的催化还原反应等，而且尿素喷射后形成的雾化场和温度场随发动机运行工况的变化而时刻发生改变，尿素液滴在分解为氨气时，也生成氰酸、缩二脲、三聚氰酸等中间产物，形成尿素结晶结石等沉积物。

沉积物会不断累积，堵塞排气通道，导致排气背压升高，严重时甚至影响车辆的正常运行。

1.2 尿素沉积物的成分分析与分解1.2.1 尿素水溶液生成氨气的过程中，会发生一系列复杂的化学反应，化学反应过程中会生成多种中间产物，尿素结晶在高温下会缩合成缩二脲、三聚氰酸，甚至会生成三聚氰胺等，并最终形成结石。

尿素沉积物主要为尿素结晶和结石，尿素结晶体成分主要是尿素，受热或有水存在的条件下可以发生分解或溶解，尿素结石主要成分是尿素分解过程中形成聚合物或缩合物，如缩二脲和三聚氰酸等，较难发生分解。

1.2.2 尿素沉积物热重分析对采集的尿素沉积物和分析纯尿素采用热重-红外联用技术（TG-F1IR）进行了分析对比，以确定沉积物成分。

尿素结晶对柴油机后处理器性能影响的研究

尿素结晶对柴油机后处理器性能影响的研究发布时间：2022-09-09T07:56:59.777Z 来源：《科学与技术》2022年第5月第9期作者：黎华扬[导读] 随着柴油车国六排放法规实施以来，基本所有柴油车都采用了SCR(选择性催化还原)技术，将尾气中的NOx还原成无污染的氮气和水黎华扬45092119871012****摘要：随着柴油车国六排放法规实施以来，基本所有柴油车都采用了SCR(选择性催化还原)技术，将尾气中的NOx还原成无污染的氮气和水。

SCR系统一般选择尿素水溶液作为还原剂。

使用尿素SCR后处理的柴油机遇到的最突出的问题是尿素结晶。

尿素结晶会导致排气背压升高，油耗和排放恶化，严重影响发动机排气系统的正常工作，同时造成发动机故障、扭矩受限、动力不足。

因此，必须采取有效措施解决尿素结晶问题，减少结晶对排气系统的不利影响，保证发动机的正常使用。

关键词：尿素结晶；柴油机；后处理器；性能影响；研究引言SCR系统作为柴油机控制NOx排放物的主要控制装置，排放法规对NOx的严格要求，对SCR的性能要求更加严格。

而流向市场上的柴油车，SCR系统曝出的最大故障为SCR催化器结晶问题。

SCR催化器结晶，使SCR效率变低，柴油机严重驾驶性能限制系统被激活，车辆车速受限。

因此，研究柴油机SCR系统结晶的原因和改善结晶问题，对车辆正常使用有着重大意义。

一、柴油机的SCR系统组成1.1 SCR尿素喷射装置SCR喷射装置主要由添蓝罐、添蓝泵、尿素喷嘴、尿素液位温度品质传感器以及喷射管组成。

系统工作时，添蓝泵抽取添蓝罐中的尿素，建立相对稳定的压力，通过尿素喷射管将尿素输送到尿素喷嘴，尿素喷嘴上的电磁阀在接收到ECU或DCU的命令后，进行判断喷射或停止喷射尿素。

尿素液位温度品质传感器通过测量添蓝罐中的尿素液位、尿素温度以及尿素的品质，将信号发给ECU或DCU。

1.2 SCR催化器部件SCR催化器部件主要由SCR催化器、SCR上下游氮氧传感器以及SCR上下游温传感器组成。

柴油车用SCR关键技术及应用

柴油车用SCR关键技术及应用柴油车的SCR技术是一种用于减少柴油车尾气排放的关键技术，全称为选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction）。

本文将介绍SCR技术的原理、组成以及在柴油车中的应用。

SCR技术的原理是通过在柴油车尾气处理系统中加入一种叫做尿素水溶液（也称为尿素汽车尾气还原剂）的添加剂。

这种添加剂中含有尿素（化学式为CH4N2O）以及水（H2O）。

当柴油车的尾气经过SCR催化剂时，尿素水溶液会被喷入进去，然后在催化剂的作用下发生一系列化学反应。

首先，在SCR催化剂上，尿素分解为一氧化碳（CO2）、二氧化氮（NO2），以及氨气（NH3）。

其中，氨气是SCR技术中最重要的组成部分，它是后续还原反应的关键。

在SCR催化剂的另一侧，一氧化氮（NO）以及二氧化氮（NO2）与氨气发生反应，生成氮气（N2）和水（H2O），同时释放出少量的氧气（O2）。

SCR技术的关键组成部分是SCR催化剂和尿素喷射系统。

SCR催化剂通常由一种或多种金属催化剂组成，常见的有钒、钨等。

这些催化剂具有高效催化还原作用，能够将尾气中的一氧化氮催化还原为氮气和水。

尿素喷射系统包括尿素箱、尿素泵、尿素喷嘴等部分，用于将尿素水溶液喷入SCR催化剂中，启动还原反应。

在柴油车中，SCR技术被广泛应用于尾气处理系统中。

它通过将尾气中的一氧化氮催化还原为无害的氮气和水，达到减少尾气排放的目的。

相比其他尾气净化技术，SCR技术具有高效、可靠、经济等优点。

SCR技术在柴油车中的应用已经成为全球范围内的趋势。

在欧洲，SCR技术已成为柴油车尾气处理的标准配置。

同时，一些发达国家也已将SCR技术纳入法规中，规定柴油车必须配备SCR系统才能上路。

在中国，SCR技术也得到快速推广和应用，成为柴油车尾气控制的主要手段。

总结起来，柴油车的SCR技术通过在尾气处理系统中加入尿素水溶液，利用SCR 催化剂催化还原一氧化氮为氮气和水，从而实现减少尾气排放的目的。

商用车SCR系统尿素结晶对策研究

□文/沈贱民张仁新杨洋肖胜华（东风商用车有限公司商用车技术中心）前言浓度32.5%的尿素水溶液尿素冰点为-11℃，在环境温度低于此温度的地区，SCR后处理系统需要为尿素水溶液提供解冻保暖措施。

从国四开发阶段开始，各商用车企一直在摸索低成本解决尿素结晶堵塞难题。

1 发动机冷却液加热尿素罐解冻采取发动机冷却液加热的方式，在尿素罐内布置热交换器，通过发动机水套内的高温冷却液的热量传递来实现尿素罐内尿素的加热化冰。

不利因素是发动机需要完成暖机，发动机冷却液温度达到70℃时，冷却液才能进入热交换器。

尿素罐低温加热试验。

试验条件：A发动机新国四后处理45L尿素罐一个，B发动机新国四后处理25L尿素罐一个，加热水管总长9m。

分别向各尿素罐中加入最大容积80%的尿素。

加热介质温度88±5℃。

尿素罐从-25℃加热到-7℃(SCR 系统尿素起喷温度),A发动机的最长加热时间约170min,B发动机的最长加热时间接近130min。

尿素罐内部有尿素温度传感器，后处理系统装有加热电磁阀。

当检测到尿素温度低于0度，电磁阀自动打开引入冷却液加热尿素直到7度时停止工作。

在南方大部分地区只要不违规操作，系统不会有问题。

后处理系统最后一个工作步骤是系统排空过程，会自动排除系统和管路里残留的尿素溶液以防止结晶(结冰)；发动机熄火后需等待1分钟以上的时间，才可关闭电源总开关，这段时间内系统会自动进行排空过程。

2 冬季尿素结晶堵塞应对尿素结晶故障在寒冷地区特别是冬季容易出现。

尿素管堵塞原因见表1。

2.1 尿素管结冰结冰车型的尿素喷射系统共有3根尿素管，分别为供液管路(连接从尿素罐到尿素泵总成)、喷射管路(从尿素泵总成到喷射器)和回流管路(从喷射器到尿素罐)。

应对供回液尿素管结冰，可采用电加热方案。

在需要加热解冻时，后处理系统控制单元控制加热继电器吸合，加热材料通电开始发热。

此种方式加热快捷，布置简单，不受整车结构影响。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR（Selective Catalytic Reduction）技术是一种用于降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的先进技术。

本文将探讨SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用。

柴油机尾气中的氮氧化物是空气污染的主要源之一，它们会对大气环境和人体健康造成严重威胁。

减少柴油机尾气中NOx的排放对保护环境具有重要意义。

SCR技术通过将尿素溶液喷射到NOx催化剂上来实现NOx的降解。

尿素溶液在催化剂上分解为氨气（NH3）和二氧化碳（CO2），而氨气可与尾气中的NOx反应生成氮气（N2）和水（H2O），从而消除了NOx排放。

SCR技术具有一些明显的优点。

它能够在大气和温度变化的情况下保持高效性能。

SCR 催化剂具有较长的寿命和稳定性，能够在长期使用后保持良好的效果。

SCR技术对柴油机的燃烧过程没有影响，不会降低发动机的燃油效率。

这些优点使得SCR技术成为目前柴油机尾气后处理的主流技术之一。

在实际应用中，SCR技术通常与其他尾气处理技术（如颗粒捕集器和氧化催化器）结合使用，以实现更好的尾气净化效果。

在柴油机尾气后处理系统中，颗粒捕集器主要用于去除尾气中的颗粒物，氧化催化器主要用于去除尾气中的碳氢化合物和一氧化碳。

SCR技术作为尾气处理系统的最后一个环节，清除了尾气中的NOx，从而实现了对柴油机尾气的全面净化。

为了确保SCR系统的正常运行，需要考虑一些关键因素。

尿素溶液的喷射量应与尾气中的NOx浓度相匹配，以确保催化剂能够充分反应。

SCR系统的温度应维持在适宜的范围内，通常在150℃-400℃之间，以提供最佳的催化效果。

尿素溶液的质量和喷射位置也会影响SCR系统的效果，需要合理选择。

目前，SCR技术已经在柴油机尾气后处理上得到广泛应用。

在商用车辆和重型机械设备中，SCR系统已成为强制性的尾气处理设备，以满足环保法规的要求。

一些发达国家还通过法律法规鼓励柴油机车辆采用SCR技术，以减少尾气排放对环境的影响。

SCR尿素热解系统尿素结晶的预防与对策

SCR尿素热解系统尿素结晶的预防与对策SCR尿素热解系统是一种用于减少柴油车辆尾气排放中氮氧化物（NOx）的重要净化装置。

在SCR系统中，尿素被喷入催化剂反应器中与尾气混合，经过化学反应将NOx转化为无害的氮气和水蒸气。

然而，SCR系统的性能受到尿素结晶的影响，尿素结晶会堵塞喷嘴和管道，导致系统故障。

因此，预防和解决尿素结晶问题对SCR系统的稳定运行至关重要。

尿素结晶的主要原因包括尿素质量不纯、操作环境温度过低、喷射器设计不当等。

其预防与对策包括以下几个方面：1.选择高质量的尿素。

尿素结晶主要是由于尿素中含有杂质导致的，因此选择纯度高的尿素是预防尿素结晶的第一步。

购买尿素时应选择正规生产厂家的产品，并避免购买劣质产品。

2.控制操作环境温度。

尿素的结晶温度一般在-11℃左右，因此操作环境温度过低会增加尿素结晶的风险。

在冬季低温时，可以采取加热手段提高尿素的温度，避免结晶发生。

3.定期清洗喷射器和管道。

尿素结晶主要是在喷射器和管道中发生的，因此定期清洗喷射器和管道是预防结晶的有效手段。

可以使用专门的清洗剂对系统进行清洗，保持喷射器和管道的畅通。

4.合理设计喷射器。

喷射器的设计直接影响尿素的均匀喷射和混合效果，不合理的设计会增加结晶的风险。

选择合适的喷射器，并根据实际情况进行调整，确保尿素能够均匀喷入反应器。

5.定期维护检查。

定期对SCR系统进行维护和检查，发现问题及时处理。

如发现结晶现象，应立即清洗喷射器和管道，避免系统受损。

综上所述，预防和解决尿素结晶问题是保证SCR系统正常运行的关键。

只有加强对尿素质量的监控、控制操作环境温度、定期清洗喷射器和管道、合理设计喷射器以及定期维护检查，才能有效预防尿素结晶问题的发生，确保SCR系统的稳定运行和尾气排放合格。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（选择性催化还原技术）是一种广泛应用于柴油机尾气后处理中的成熟技术。

它通过在柴油机尾气中引入尿素溶液并与氨气反应，将NOx（氮氧化物，主要是氮氧化氮和氮氧化物）催化还原为氮和水，从而实现对排放物的净化。

SCR技术的应用可以有效地降低柴油机产生的NOx排放物，使其达到更严格的排放标准。

在SCR系统中，尿素溶液被加入到排气管中的催化剂，催化剂将尿素分解为氨气，而氨气则与NOx发生化学反应。

这种化学反应是非常高效的，可以将NOx的排放降低到可接受的水平。

SCR技术的优点之一是具有高催化效率和较低的能耗。

催化剂可以将NOx降解为无害的氮和水，而不会产生有害的二氧化氮。

SCR技术还可以在各种工作条件下有效运行，包括低温和高温条件。

SCR系统可以在各种柴油机应用中广泛使用。

SCR技术的应用领域非常广泛，包括轻型和重型柴油车辆、柴油发电机组和柴油工程机械等。

在柴油车辆中，SCR系统通常与颗粒捕集器（DPF）和氧化催化剂（DOC）等其他排放控制技术一起使用，以实现更高的排放净化效果。

在柴油发电机组中，SCR技术可以大幅降低NOx排放，改善环境空气质量。

在柴油工程机械中，SCR系统可以提高机器的工作效率，并降低其对环境的影响。

为了确保SCR系统的有效运行，需要定期维护和保养。

尿素溶液的添加、催化剂的更换和系统的检测和调整都是维护SCR系统的关键步骤。

SCR系统的稳定性和耐久性也是关键因素，需要进行严格的测试和验证。

SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用是非常重要的。

它可以有效减少柴油机产生的NOx排放，改善空气质量，保护环境。

随着环保要求的不断提高，SCR技术将在未来得到更广泛的应用。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术是一种广泛应用于柴油机尾气后处理的成熟技术，它能够有效地控制氮氧化物（NOx）的排放，减少环境污染和对健康的影响。

SCR技术的原理是通过将尿素等还原剂喷入尾气中，使其与NOx反应，生成氮气和水蒸气，并减少对环境的污染。

SCR技术需要使用SCR催化剂来催化还原剂和尾气中的NOx 反应。

该催化剂主要由钨、钼、铼等金属组成的氧化物和特殊的载体材料组成。

尾气经过催化剂后，NOx的排放量会大幅度降低，达到国家标准。

SCR技术的优点主要有以下几点：首先，它可以在不影响柴油机的性能和燃油经济性的情况下，实现排放标准；其次，SCR催化剂寿命长，维护成本低；再次，催化剂可以自我再生，延长使用寿命；最后，SCR技术适用于不同功率和应用场景的柴油机。

虽然SCR技术有很多优点，但是它也存在一些缺点。

首先，SCR技术需要专门的催化剂和喷射器等设备，建立起完整的系统需要一定的适应期；其次，SCR技术需要在车辆的燃油系统中添加还原剂，如尿素，增加了油耗和成本；最后，SCR技术的操作需要严格控制催化剂的温度，避免温度过高或过低，对催化剂起到破坏性的作用。

目前，SCR技术在柴油机尾气后处理上已经得到广泛应用，逐渐成为柴油机等内燃机的主流技术。

对于汽车制造商和用户而言，SCR技术已经成为了一个避免排放过度的解决方案。

在今后的发展中，随着环保标准的提高和技术的进步，SCR技术将进一步完善和发展，并成为一个更加高效和可靠的技术。

国Ⅴ柴油机SCR系统结构对尿素结晶影响研究

２２２２冯刚１，，王奉双１，，毛伟３，白冰３，郎俊宇１，，郑贯宇１，
潍柴动力空气净化科技有限公司，山东潍坊２２．６１０６１；天纳克（苏州）排放系统有限公司，江苏昆山２）３．１５３００综合应用Ｃ提ＣＲ系统中出现的结晶问题，ＦＤ模拟和台架试验进行分析研究，摘要：针对某国 Ⅴ 商用柴油车Ｓ改善了Ｓ基本消除了排气系出一系列结构优化和改进方案，ＣＲ前流场状态以及流体的流动均匀性和尿素均匀性，统在实际工况下的结晶风险，提高了全系统的抗结晶能力，保证了ＳＣＲ系统的正常运行。通过对模拟结果和台架研究了流场分布以及混合器结构对结晶形成产生的影响。试验数据的比对分析，选择性催化还原；结构优化；尿素结晶关键词：柴油机；／ｉ．ｓｓｎ．１００１２２２２．２０１７．０６．０１３ ⦠：１０．３９６９ｊ中图分类号：（）ＴＫ４２１．５文献标志码：Ｂ文章编号：１００１２２２２２０１７０６００６５０６
２０１７０４２７；修回日期：２０１７０９０６收稿日期：
１试验装置与分析方法
试验用ＳＣＲ系统结构见图１。发动机排出的尾气由入口处进入Ｓ而后通过旋流管混合ＣＲ系统，混合流体通器与喷嘴处喷出的尿素液滴接触混合；流经挡板，在得到充分混合后进入过混合器后，在ＳＳＣＲ载体，ＣＲ催化剂作用下进行催化还原反应，最后由出口处排出。其中，混合器的主要作用体一是可以加强尿素液滴破碎，减少现在以下几方面：结晶风险；二是使尾气与尿素均匀混合；三是改变流体的流动状态，使混合气体以旋流状在系统中流动，加长流体的流程，使得尿素进入ＳＣＲ催化剂前的停提高尿素蒸发率，此外，旋流可以进一留时间加长，提高流动均匀性和步加强尾气同尿素蒸汽的混合，尿素蒸汽的ＥＥＣ）由欧洲经济委员会（制定的欧 Ⅴ 排放法规已于２００９年１月实施。参照欧 Ⅴ 排放标准，环保部发布《车２０１３年９月１７日，用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染中国第五阶段）》，并于物排放限值及测量方法（２０１７年１月１日起在全国实施。与国 Ⅳ 标准相比，国 Ⅴ 标准中ＮＯ和ＰＭ的排放限值进一步降低，其中，轻型车ＮＯ排放降低２重型车ＮＯ排５％，这对车辆后处理系统的开发提出了更放降低４３％，高的要求。），即选择性ＳＣＲ（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＣａｔａｌｔｉｃＲｅｄｕｃｔｉｏｎｙ催化还原技术，脱硝效率高，技术成熟，在轻型车和重型车上都有成功的应用范例。但尿素喷射后易产尤其在Ｓ若有尿素结晶堆积，生结晶，ＣＲ载体前端，不仅会增大全系统的背压，还会使载体孔隙堵塞，大大降低催化剂的转化效率，无法达到排放标准。目前，国内关于ＳＣＲ系统尿素结晶的研究相对不足，发动机台架试验数据比较缺乏。在ＳＣＲ系统普遍应用的背景下，对于结晶预防与消除的研究显得尤为迫切。本研究针对已有方案发现的尿素结晶现象，对其进行Ｃ并分析了结晶的可能原因。基于ＦＤ模拟，分析结果，对Ｓ使得ＣＲ系统结构进行了设计改进，后处理系统的结晶风险基本消除。

浅谈柴油车SSCR技术的应用

的一条主要技术路线。这些铵盐是常用的农
业氮肥或工业原料，在我国工业基础雄厚，
产量巨大，价格便宜，作为 SSCR 储氨材料
具有天然优势。以上铵盐分解化学式如下：
NH4HCO3
CO2+H2O+NH3 (1)
（NH4）2CO3
CO2+H2O+2NH3 (2)
NH4COONH2
CO2+2NH3 (3)
以上化学式均为可逆反应，生成的气体
只有氨气析出，但其本身并不发生明显变化，
可以实现对氨气的反复充填，是 SSCR 另一
条重要的技术路线。
金属氯化物吸附氨气的性能受材料与氨
气接触面积、温度和压力影响较大。接触面积与压力越大，形成饱和氨合金属氯化物的时间就越短。金属氯化物对氨气的吸附是一个放热过程，所以在充氨过程中需要对储氨容器进行冷却降温，以利于氨气的吸附。金属氯化物在吸附氨气后会膨胀结块，氨气吸脱附性能会明显降低，通过混合石墨可以解决结块问题。相比于其他两种氯化物，氯化锶具有弱酸性，低毒性，使用一定次数后，活性降低，为避免污染必须进行回收处理。
Key words：NOx, SSCR, aftertreatment, emission, solid SCR, solid ammonium
1 前言
氮氧化合物（NOx）是柴油车主要有害排放物之一，目前选择性催化还原（SCR）技术是降低 NOx 排放的主流技术。SCR 技术以质量分数 32.5% 的尿素水溶液（俗称添蓝）作为还原剂，虽然在降低 NOx 排放方面效果显著，但在实际应用过程中仍存在一些难以解决的问题。如尿素水溶液在 -11℃以下会结冰造成管路堵塞；尿素不完全分解会在排气管道和尿素喷嘴内结晶；长期使用，会在排气管和催化器内生成沉淀物，造成喷嘴和管路堵塞；含氨量低，车辆续航里程较短；释放氨气需要经水解、热解，NOx 转化瞬态响应性较差；低排温下 NOx 的转化效率低等问题。因尿素 SCR 技术存在众多难以克服的缺陷，所以国内外研究人员将研究重点转向了 SSCR （固体 SCR）技术。

柴油机SCR电控系统的开发及试验研究的开题报告

柴油机SCR电控系统的开发及试验研究的开题报告一、研究背景和意义随着环保意识的增强，汽车柴油机的排放要求越来越高，尤其是氮氧化物（NOx）的限制更加严格。

这就使得柴油机SCR（Selective Catalytic Reduction）技术得到广泛应用。

SCR技术是一种通过将氨或尿素溶液喷入尾气中，然后在SCR催化剂上与NOx发生化学反应，减少排放的有害气体的技术。

但是，实现SCR技术需要一个精确的电控系统，它可以实时监测并控制氨或尿素喷入量，从而确保柴油机的排放符合要求。

因此，本研究的目的在于开发和设计一种高效可靠的柴油机SCR电控系统，以确保其完全符合环保要求，同时提高汽车的燃油经济性和驾驶体验。

二、研究内容和方法本研究将分为电控系统设计和试验验证两个方面：1. 电控系统设计（1）分析柴油机SCR技术原理，了解其运作机理。

（2）根据SCR技术要求，设计符合电子控制单元(ECU)需求的电路结构，完成SCR电控系统的方案设计。

（3）确定氨或尿素喷入量的传感器，设计信号处理电路，从而控制传感器的输出电压值。

（4）设计控制算法，将传感器信号解析为喷入量，同时实现SCR 系统中各个组件之间的协调控制。

2. 试验验证（1）搭建柴油机SCR试验平台。

将SCR系统与机器控制器接口连接并进行实验测试。

（2）测量和分析SCR系统的输出结果和实时数据，例如氨或尿素的喷入量、NOx的净化效率和排放浓度等。

（3）对试验结果进行分析和比较，评估SCR电控系统的性能及其在柴油机排放控制方面的实用性。

三、预期成果本研究将通过SCR技术在柴油机的应用，设计和开发高效可靠的SCR电控系统，在柴油机的排放控制、性能提升、燃油效率等方面取得可观的成果。

1. 完成柴油机SCR电控系统的方案设计和实现，实现氨或尿素的精确喷入控制。

2. 实验验证柴油机SCR电控系统的可行性和可靠性，并分析其性能和特点。

3. 提出相应的改进和优化措施，为未来柴油机排放控制系统的研发提供参考。

柴油机SCR系统尿素结晶试验研究

柴油机SCR系统尿素结晶试验研究钟秋月;高延新;张超【摘要】随着汽车排放法规的日趋严格,SCR(选择性催化还原)后处理系统是重型柴油机满足国四、国五排放法规的主要技术方案.文章针对某款柴油机的结晶问题进行试验分析,结果表明尿素喷射量、尿素喷雾平均直径(SMD)及混合器结构对结晶有很大的影响.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)022【总页数】3页(P119-121)【关键词】SCR;尿素结晶;混合器【作者】钟秋月;高延新;张超【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】TK42随着环境污染的不断加剧，柴油机排放得到越来越多的关注。

SCR (选择性催化还原)是针对柴油车氮氧化物污染物的主流技术，同时该项技术也是欧洲主流技术路线，欧洲重型车几乎全部采用这一技术路线。

SCR系统的基本工作原理是：尾气从涡轮增压器出来后进入排气混合管，在混合管上安装有尿素喷嘴，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生热解和水解反应产生NH3, NH3在催化剂的催化作用下还原NOx产生N2和H2O。

SCR化学反应如下：（1）尿素反应：（2）NH3与NOx反应：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O结晶的主要原因是在尿素反应过程中产生了(HNCO)3（三聚氰酸），具体反应如下：200-280℃；在这个温度区间生产三聚氰酸，具体反应如下：本文针对某柴油机结晶问题，对影响尿素结晶的各因素如尿素喷射量、尿素喷雾平均直径、混合器结构进行研究。

试验设备为JAC装有SCR后处理系统的柴油机试验台架，其中试验所用发动机为JAC某款柴油机， SCR系统主要包括SCR催化转化器、尿素泵、喷射控制器(DCU)、喷嘴、尿素箱、尿素管路、尿素液位温度传感器、排温传感器、氮氧传感器等组成，具体见图1。

电厂SCR热解炉尿素结晶的分析与对策

电厂SCR热解炉尿素结晶的分析与对策摘要：电厂SCR脱硝系统热解炉尿素结晶会导致整个脱硝系统无法正常运行，本文介绍了我厂3号机组脱硝系统流程，并以我厂3号机组脱硝系统热解炉尿素结晶为案例，分析了SCR尿素热解炉尿素结晶的原因，提出了对系统设计、流场控制、设备选型、运行参数及日常维护方面的改进措施，以期对热解炉尿素结晶的现象进行有效地预付和提供有针对性的对策。

关键词：SCR；脱硝改造；热解炉；尿素结晶；分析与对策1前言随着国家环保部门对电力污染治理要求的不断提高，依据最新《火电厂大气污染物排放标准GB13223——2011》规定要求，2003年12月31日前投运或通过审批的机组氮氧化物排放浓度不得大于200mg/Nm3，之后的现役或新建机组氮氧化物排放浓度不得大于100 mg/Nm3，作为环首都北京的重点区域，我厂自2011年开始逐步实施了8台机组的烟气脱硝改造工程。

目前在世界上有成熟应用业绩的脱硝方法主要分为两类，分别为燃烧中脱硝和燃烧后脱硝。

燃烧中脱硝主要为低氮燃烧技术，它具有投资少，建设周期短等优点，但其脱硝效率较低，一般在40%以下，另外受工况变化的影响较大。

燃烧后脱硝有成熟应用的技术可分为SCR和SNCR技术，其中SCR技术具有脱硝效率高，还原剂消耗少、脱硝性能稳定等优点，是目前世界上应用最多的技术之一。

经过详细的经济、技术比较，我厂脱硝改造工程采取了低氮燃烧器+SCR相结合的方式。

23号机组脱硝系统简介大唐国际张家口发电厂1-8号300MW机组之3号锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的1025t/h、亚临界、一次中间再热、自然循环、平衡通风、固态排渣、汽包型锅炉。

采用三分仓回转式空气预热器，平衡通风, 摆动式燃烧器，四角切园燃烧, 制粉系统采用HP803中速磨正压直吹冷一次风机系统。

我厂3号机组SCR法烟气脱硝工艺，由清华同方环境股份有限公司提供，引进意大利TKC公司技术，结合清华大学热能系多年来在SCR烟气脱硝技术方面的研究，为本工程提供优化设计。

柴油发动机中SCR技术应用分析

柴油发动机中SCR技术应用分析摘要：随着环保意识的日益增强，传统柴油发动机排放问题逐渐凸显。

选择合适的排放控制技术，成为了有效解决柴油发动机排放问题的关键所在。

本文以SCR技术为研究对象，对其在柴油发动机中的应用进行了详细分析和探讨。

通过对SCR技术原理、工作过程、性能特点等方面的剖析，深入分析了SCR技术在降低柴油发动机排放物排放、提高燃油利用率、延长发动机使用寿命等方面的优势。

关键词：柴油发动机；SCR技术；排放控制；性能特点前言：近年来，全球各国对大气污染问题的重视程度越来越高，为了保护环境和人类健康，各国纷纷制定了相应的环保法规和标准。

SCR技术是一种目前较为先进、效果突出的柴油发动机排放控制技术。

它通过将还原剂尿素喷入尾气中，使其中的NOx得到还原和转化，从而降低排放量。

目前，SCR技术已广泛应用于柴油汽车、柴油发电机组等领域，取得了良好的效果。

本文将对SCR技术在柴油发动机中的应用进行详细分析和探讨，以期为相关领域的研究和应用提供参考依据。

1SCR技术原理及工作过程SCR技术全称为selective catalytic reduction，即选择性催化还原技术。

它是一种利用还原剂将尾气中的NOx还原为N2和H2O的技术。

其中，NH3或尿素是常用的还原剂。

SCR技术原理中最主要的部分是催化剂，其作用是在适当的温度下，将还原剂和NOx分别吸附在表面上，促使它们进行反应。

反应后产生的产品N2和H2O排放到大气中，不会对环境造成二次污染。

SCR技术工作过程通常需要两个步骤。

第一步是进行积炭清除，以保证催化剂表面干净，有利于下一步的反应。

第二步是进行SCR反应，具体过程如下：1. 在柴油发动机燃烧后的尾气中加入还原剂，通常为尿素水溶液。

2. 尾气和还原剂混合后进入催化器，在催化剂表面上吸附。

3. 催化剂表面的NOx与还原剂发生反应，生成N2和H2O。

其中，尿素会在还原剂中分解成NH3和CO2，再与NOx反应生成N2和H2O。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（Selective Catalytic Reduction Technology）是一种新型的尾气处理技术，广泛应用于柴油机尾气后处理上。

它是通过在尾气中注入尿素溶液，然后经过催化剂将氮氧化物（NOx）转化为无害的氮气和水蒸气。

SCR技术具有高效、低排放和经济等优点，因此被广泛应用于柴油机尾气净化领域。

SCR技术可以大幅降低柴油机的氮氧化物排放。

在SCR系统中，尿素溶液被喷入尾气中，形成氨气，然后通过催化剂与尾气中的氮氧化物发生化学反应，生成无害的氮气和水蒸气。

与其他尾气处理技术相比，SCR技术对氮氧化物的去除率更高，将其排放浓度降低到可接受的标准以下。

SCR技术对燃油经济性影响较小。

SCR系统使用的尿素溶液只占燃油消耗量的很小一部分，因此对柴油机的燃油经济性影响较小。

相比之下，其他尾气处理技术如EGR（废气再循环）会降低柴油机的燃油经济性，因为部分燃油会被重新引入燃烧室中，导致燃油消耗增加。

SCR技术对柴油机有辅助冷却效果。

尿素溶液喷入尾气后，会吸收一定的热量，达到冷却的效果，从而降低了柴油机的排气温度。

通过降低排气温度，可以减轻柴油机的负荷，提高其功率输出和运行效率。

SCR技术还具有较高的可靠性和可维护性。

SCR系统主要由催化剂、尿素喷射系统和控制系统组成，每个部件的设计都经过精心的考虑，以确保系统的可靠性和稳定性。

SCR系统的维护成本相对较低，只需定期清洗和更换催化剂即可。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用具有显著的优势。

它可以有效降低柴油机的氮氧化物排放，并对燃油经济性影响较小。

SCR技术还可以提供辅助冷却效果，提高柴油机的运行效率。

由于其可靠性和可维护性较高，SCR技术已经成为柴油机尾气处理的主要技术之一。

SCR技术在柴油发动机的应用浅谈

SCR技术在柴油发动机的应用浅谈【摘要】本文通过介绍选择性催化还原（SCR）技术的工作原理以及结构，具体分析了该技术在柴油发动机后处理应用的优点和缺点，并展望了SCR技术在柴油发动机应用上的发展趋势。

【关键词】柴油发动机；SCR技术；应用0.引言本文仅通过作者个人观点对SCR技术理解分析并对它的应用前景进行了展望。

随着社会发展，国家对柴油发动机尾气排放的规定越来越严格。

目前，国家限制的柴油发动机的尾气排放物主要有CO、HC、NOx、PM等。

根据我国的国Ⅳ法规规定，要求柴油发动机在ESC测试中，CO的排放量不得大于1.5g/（kW·h），HC的排放量不得大于0.46g/（kW·h），NOx的排放量不得大于3.5g/（kW·h），PM的排放量不得大于0.02g/（kW·h）；在ETC测试中，CO的排放量不得大于4.0g/（kW·h），NOx的排放量不得大于3.5g/（kW·h），PM的排放量不得大于0.03g/（kW·h）。

由于国家标准的不断提高，单纯地提高柴油机的性能已经无法满足排放法规，所以需要采取额外的措施来处理尾气。

目前社会普遍的技术路线有两种。

一种是废气再循环+颗粒捕捉器（EGR+DPF）技术，这种技术的优点是成本低，DPF过滤效率超过90%，缺点是油耗增加，对柴油的硫含量有一定要求，冷启动困难，工况不均衡；另一种是采用优化燃烧+选择性催化还原（SCR）技术，此方法可以降低5%-7%的油耗，对柴油的硫含量要求低，有害物质NOx的转化率大于70%，唯一的缺点是需要消耗尿素。

SCR技术可以节约燃油，而且我国的燃油品质不高，所以SCR技术较适合我国的情况。

本文将对SCR技术进行具体的分析，并对它的应用前景进行了展望。

1.尿素-SCR系统的工作原理和结构简介尿素-SCR系统是指安装在柴油发动机的尾气排放装置中，将柴油发动机尾气中的有害气体NOx催化还原成N2和H2O的一种装置。