车用柴油机选择性催化还原技术研究进展
scr法主要机理
scr法主要机理摘要：一、SCR 法简介1.SCR 技术的背景2.SCR 技术的发展历程二、SCR 法的主要机理1.选择性催化还原2.反应过程的化学方程式3.催化剂的作用三、SCR 法的优点1.高效性2.选择性3.环保性四、SCR 法的应用领域1.工业生产2.汽车尾气处理正文：SCR 法，即选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction），是一种在气相中进行污染物处理的技术。
该技术通过使用催化剂，促使有害气体如氮氧化物（NOx）与还原剂（如氨、尿素等）发生反应，生成无害的氮气和水。
这种方法具有高效、选择性和环保等优点，已经在多个领域得到广泛应用。
SCR 技术最初应用于工业生产过程，如电力、钢铁、水泥等行业，以降低氮氧化物的排放。
近年来，随着汽车尾气排放标准的日益严格，SCR 法在汽车尾气处理方面的应用也得到了快速发展。
其中，柴油车尾气处理是SCR 技术应用最为广泛的领域。
SCR 法的主要机理是选择性催化还原。
在这个过程中，催化剂促使还原剂与氮氧化物在气相中发生反应，生成无害的氮气和水。
具体反应过程的化学方程式为：Ox + NH3 → N2 + H2O在这个过程中，催化剂起到关键作用，其性能直接影响SCR 法的效果。
理想的催化剂应具有高活性、高选择性和长寿命等优点。
SCR 法的优点主要体现在高效性、选择性和环保性。
首先，与传统的氮氧化物处理方法相比，SCR 法具有更高的处理效率，可实现高达90% 以上的氮氧化物去除率。
其次，SCR 法具有很好的选择性，只与氮氧化物发生反应，而不影响其他气体成分。
最后，SCR 法可以实现氮氧化物的资源化利用，降低对环境的影响。
总之，SCR 法作为一种高效、选择性和环保的氮氧化物处理技术，已经在工业生产、汽车尾气处理等领域得到广泛应用。
2024年SCR技术市场前景分析
2024年SCR技术市场前景分析摘要本文旨在对选择性催化还原（SCR）技术在市场上的前景进行分析。
首先，将介绍SCR技术的基本原理和应用领域。
接着，将对SCR技术市场进行概述，并分析其增长趋势和发展前景。
最后，将讨论SCR技术市场面临的挑战，并提出未来发展的建议。
1. 引言选择性催化还原（SCR）技术作为一种减少氮氧化物（NOx）排放的有效方法，已经在各个领域得到广泛应用。
SCR技术通过在尾气中引入尿素或氨（通常与催化剂一起使用），以催化还原NOx排放物质，将其转化为无害的氮气和水蒸气。
本文将展示SCR技术在市场上的潜力和前景。
2. SCR技术的应用领域SCR技术已广泛应用于以下领域：2.1 汽车制造业随着对尾气排放控制的要求越来越严格，汽车制造商采用SCR技术来减少柴油和汽油发动机的NOx排放已成为一个重要的趋势。
2.2 电力行业燃煤发电厂是大气污染的主要来源之一。
SCR技术在燃煤发电厂的烟气脱硝中具有显著的应用潜力。
2.3 工业领域工业生产过程中的中国家和外企等也开始采用SCR技术，以达到节能减排的目的。
3. SCR技术市场概述3.1 市场规模和增长趋势随着环保意识的增强和对氮氧化物排放控制要求的提高，SCR技术市场呈现出良好的增长态势。
根据市场调研，预计SCR技术市场规模将在未来几年内稳步增长。
3.2 市场竞争格局目前，SCR技术市场存在着许多竞争对手，其中包括国内外的催化剂供应商和SCR系统解决方案提供商。
市场竞争主要体现在产品质量、技术创新和价格竞争等方面。
3.3 市场驱动因素SCR技术市场的增长受到以下因素的驱动：•政府法规的推动：许多国家制定了严格的尾气排放标准，要求汽车制造商和电力行业控制NOx的排放。
这促使了SCR技术市场的发展。
•环保意识的提高：公众对环境污染和气候变化的关注度提高，进一步促进了SCR技术的采用和市场需求的增长。
4. SCR技术市场前景展望4.1 市场发展前景基于对SCR技术市场潜力和市场趋势的分析，可以预见SCR技术市场有着广阔的发展前景。
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。
国四大马力柴油机后处理技术路线
国四大马力柴油机后处理技术路线国四标准是指中国针对柴油车排放的一项污染控制标准，于2008年开始实施。
在国四标准下，柴油车的排放要求更为严格，需要配备一系列的后处理技术来净化排放物。
本文将介绍国内四大马力柴油机后处理技术路线。
国四标准要求柴油车的颗粒物（PM）排放控制在每公里0.025克以下，氮氧化物（NOx）排放控制在每公里3.5克以下。
为实现这一目标，国内发展了四大马力柴油机后处理技术路线，分别是颗粒物捕集器（DPF）、氧化催化器（DOC）、选择性催化还原（SCR）和低温尿素溶液喷射系统。
首先，颗粒物捕集器（DPF）是国内柴油车颗粒物排放控制的关键技术之一。
DPF是一种静电过滤装置，可以有效捕集柴油车尾气中的颗粒物。
它通过细小的孔道和滤芯来过滤颗粒物，从而减少对环境的污染。
在柴油车尾气中通过颗粒物捕集器后，排出的尾气中的颗粒物浓度将大大降低。
其次，氧化催化器（DOC）也是国内柴油车排放控制的重要技术之一。
DOC主要用于氧化柴油车尾气中的气态污染物，包括一氧化碳（CO）和氢气（HC）。
氧化催化器中的贵金属催化剂可以在高温下催化气态污染物的氧化反应，将其转化为对环境无害的物质。
通过氧化催化器的作用，柴油车排放的一氧化碳和氢气浓度将显著减少。
第三，选择性催化还原（SCR）是一种用于减少柴油车尾气中氮氧化物排放的技术。
SCR系统主要由催化剂和尿素溶液喷射系统组成。
柴油车尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与尿素溶液中的氨气（NH3）发生化学反应，最终转化为对环境无害的氮气和水蒸汽。
选择性催化还原技术可以有效降低柴油车的氮氧化物排放。
最后，低温尿素溶液喷射系统也是国内柴油车后处理技术的关键部分。
这一系统能够通过向排气管中喷射低温尿素溶液，将尿素溶液分解成氨气。
在SCR催化剂的作用下，氨气与尾气中的氮氧化物发生化学反应，将其转化为无害的氮气和水蒸汽。
综上所述，国内四大马力柴油机后处理技术路线是颗粒物捕集器（DPF）、氧化催化器（DOC）、选择性催化还原（SCR）和低温尿素溶液喷射系统。
车用柴油催化燃烧的机理及其优化
车用柴油催化燃烧的机理及其优化随着全球环保意识的抬头，汽车尾气的污染成为一个严峻的问题。
其中之一就是车用柴油机的尾气排放中的氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）问题。
为了解决这个问题，人们开始研究使用催化剂来降低车用柴油机的 NOx 和 PM 排放。
本文将探讨车用柴油催化燃烧的机理及其优化。
一、车用柴油催化燃烧的机理车用柴油催化燃烧是一种在低温下通过添加催化剂来帮助柴油油燃烧的方法。
在传统的柴油发动机中，氮氧化物的生成主要与燃料在高温下发生的反应有关。
而在车用柴油催化燃烧中，催化剂能够促进 NOx 和 PM 的减排。
催化剂主要分为最常见的三种：氧化催化剂、还原催化剂和氧还原催化剂。
其中，氧化催化剂主要用于将氮氧化物转化为二氧化碳和水。
还原催化剂则主要用于将氮氧化物转化为氨。
而氧还原催化剂则包含了两种催化作用，可以同时实现氮氧化物转化为二氧化碳和水以及转化为氨。
二、车用柴油催化燃烧的优化车用柴油催化燃烧的优化主要包括两个方面：催化剂的设计和操作条件的优化。
1. 催化剂的设计催化剂的设计是车用柴油催化燃烧的关键之一。
首先，催化剂的成分需要能够实现选择性催化作用。
其次，催化剂的活性和稳定性也是需要考虑的因素。
目前，研究人员主要采用金属载体催化剂和金属氧化物复合催化剂来进行车用柴油催化燃烧的研究。
其中，金属载体催化剂中的金属（例如铂、钯和铑等）具有良好的氧化催化活性，而催化剂的载体（例如氧化铝、氧化锆、氧化硅等）则可以提高催化剂的稳定性和抗热性能。
2. 操作条件的优化除了催化剂的设计之外，车用柴油催化燃烧还需要优化操作条件。
其中主要包括以下几个方面：（1）温度控制催化剂的活性和选择性都与温度有关。
一般来说，催化剂的活性在中温范围内最高，因此需要掌握温度的控制。
（2）空气过量比的控制过量空气会降低催化剂的活性，同时也会增加氮氧化物的生成。
因此，需要掌握好空气过量比的合理范围。
（3）燃料质量的控制燃料的质量也会影响催化剂的稳定性和活性。
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。
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【摘要】本文介绍了选择性催化还原（SCR）技术在柴油机尾气后处理中的应用。
文章从介绍SCR技术的定义和柴油机尾气污染问题入手，分析了SCR技术的原理以及在柴油机尾气中的应用。
然后，文章讨论了SCR技术对柴油机尾气排放的影响，以及其优势和与其他尾气处理技术的比较。
文章探讨了SCR技术在柴油机尾气后处理中的发展前景，总结了SCR技术的作用和意义。
通过本文的介绍，读者可以深入了解SCR技术在柴油机尾气后处理中的重要性和发展前景，为环保和能源领域的发展提供参考和启示。
【关键词】SCR技术、柴油机、尾气后处理、引言、正文、结论、尾气污染、原理、应用、影响、优势、比较、发展前景、作用、意义。
1. 引言1.1 SCR技术的定义Selective Catalytic Reduction（SCR）技术是一种通过在尾气中加入尿素溶液来降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）浓度的成熟技术。
SCR技术利用催化剂将尿素溶液和尾气中的氮氧化物反应，将其转化成氮和水蒸汽，从而减少有害氮氧化物的排放。
这种技术在降低柴油机尾气排放中的氮氧化物方面有着显著的效果，被广泛应用于各类柴油机尾气后处理系统中。
1.2 柴油机尾气污染问题柴油机尾气污染问题是指柴油机在燃烧过程中产生的废气中含有有害物质，例如氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）和一氧化碳（CO）等。
这些有害物质对环境和人类健康造成严重影响。
NOx是造成雾霾和酸雨的主要原因之一，对呼吸系统和心血管系统造成损害；PM会加重呼吸道疾病和致癌；CO是有毒气体，长期吸入会导致中毒甚至死亡。
随着工业化进程和交通运输的发展，柴油机尾气排放问题日益突出。
特别是在城市交通拥堵和工业区域，柴油机尾气排放成为主要的空气污染源之一。
为了保护环境和人类健康，各国纷纷出台严格的排放标准，要求柴油机尾气排放必须符合规定的标准，否则将面临罚款甚至停产。
2. 正文2.1 SCR技术原理SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是一种尾气处理技术，通过将尿素水溶液喷入柴油机尾气中，与氧化亚氮（NOx）反应生成氨，再经过催化剂将NOx分解为氮气和水蒸气，并实现氮氧化物的有效去除。
柴油机选择性催化还原化学反应动力学模型参数化
柴油机设计与制造Design and Manufacture of Diesel Engine2020年第4期第26卷（总第173期) doi ：10. 3969/j. issn. 1671 - 0614. 2020. 04. 007柴油机选择性催化还原化学反应动力学模型参数化凌建群，纪晓静(上海柴油机股份有限公司，上海200438)摘要随着柴油机国六排放法规的实施，选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR)后处理系统转化效率要求达到90%〜95%，或更高因此，实际工程应用中，越来越多 的采用基于SC R化学反应动力学模型的闭环控制策略该策略最关键的要点是将SC R化学反应 动力学模型准确地参数化，计算SC R催化剂中的氨存储量文中通过Simuliiik软件搭建SC R化 学反应动力学模型，利用SC R催化剂小样测试数据进行模型标定，然后利用发动机台架测试数 据进行模型校验和优化，得到满足工程应用的SC R化学反应动力学模型参数标定结果 关键词：选择性催化还原化学反应动力学模型参数化Parameterization of Chemical Reaction Kinetic Model ofSelectrive Catalyst Reduction for Diesel EnginesLING Jianqun,Jl Xiaojing(Shanghai D iesel Engine Co.,Ltd.,Shanghai 200438, China)Abstract：W ith the implementation of China VI emissions regulations for diesel engines,it is required that the conversion efficiency of selective catalytic reduction (SCR)after-treatment system should be90% -95%or higher.Therefore,in engineering application,the closed-loop control strategy based on SCR chemical reaction kinetic m odel is getting m ore com m on recently.The key of the strategy is to parameterize the SCR chemical reaction kinetic model and calculate the ammonia storage in the catalyst.In this paper,the chemical reaction kinetic*m odel of SCR was l)iiilt by the Simulink software,and the m odel was parameterized w ith catalyst synthetic*gas test data,and verified and optimized with engine bench test data,obtaining the calibrated parameters of tin'SCR chemical reaction kinetic model,which are applicable to engineering application.Key words：selective catalytic reduction,chemical reaction kinetic,model,parameterization〇引言随着柴油机排放法规的日趋严格，对选择性催 化还原（selective catalytic reduction，SCR)后处理 系统的转化效率也提出了更高的要求在国I V和国V阶段，SCR转化效率大概为60%〜80%，SCR 的主流控制策略为基于MAP的开环控制策略,，对 于重型国六应用，SC R转化效率要求达到90% ~ 95%,或以上。
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）是一种通过在尾气中加入尿素溶液，利用催化剂将氮氧化物（NOx）转化为氮气和水的技术。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用主要是为了降低柴油机排放的氮氧化物，减少对环境的污染。
SCR技术的主要原理是在柴油机排气系统中加入尿素溶液（尿素与水的混合物），通过喷射系统将尿素溶液喷入SCR催化剂中。
在SCR催化剂中，尿素溶液会发生催化反应，将尾气中的氮氧化物转化为氮气和水。
尿素溶液会被加热并分解成氨气和二氧化碳，然后氨气和尾气中的氮氧化物发生反应，生成氮气和水。
这个反应过程是在SCR催化剂的作用下进行的。
1. 高效降低氮氧化物排放：SCR技术能够有效地将尾气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水。
根据研究表明，SCR技术可以将柴油机尾气中的氮氧化物排放降低到符合环境标准的水平。
2. 燃料经济性提高：尿素溶液的喷入可以使柴油机在燃烧过程中的燃烧效率提高，从而降低燃料消耗量。
一些研究表明，SCR技术的应用可以使柴油机的燃料经济性提高5%至10%。
3. 良好的可靠性和持久性：SCR技术中使用的催化剂具有良好的可靠性和持久性，可以耐受高温和高压的环境。
催化剂的使用寿命一般可以达到几万公里以上，需要定期更换。
4. 适应性强：SCR技术可以适应各种不同工况下的柴油机排放控制要求。
无论在低负荷还是高负荷下，SCR技术都可以有效地降低氮氧化物的排放。
尽管SCR技术在柴油机尾气后处理上有诸多优点，但也存在一些挑战和问题。
SCR技术需要使用尿素溶液，这需要额外的尿素供应和储存设施。
SCR系统的安装和维护成本相对较高。
SCR技术对催化剂的质量要求较高，需要定期检查和更换。
SCR技术是一种在柴油机尾气后处理上应用广泛的技术，能够有效地降低柴油机排放的氮氧化物。
SCR技术具有高效降低氮氧化物排放、提高燃料经济性、良好的可靠性和持久性，以及适应性强等优点。
柴油车尾气净化NOx催化剂的研究进展
和Ｐ Ｍ（ 颗粒 物 ） 带 来 的环境 污 染 ， 成 为制 约柴 油 车
２ ． １ ． ３分子筛催 化剂
柴油 车 与汽 油 车相 比 ， Ｈ Ｃ、 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ 排放 量 低 ，
２ ． １ ． ２ 金 属 氧 化 物 催 化 剂 广 泛 应 用 于 固定 源燃
是一种经济 、 节能 、 高效率的动力系统。以其 良好
的燃 油 经 济 性 、 动力性 、 耐 久 性 等优 点 ， 在 大 功 率 车辆 如 大型 客 车 、 大 型货 车 上得 到 广泛 应用 。柴 油机是环境友好型发动机 ， 并 能 够 作 为 生 物 柴 油
和 阳 光燃 料 等 可 再 生 燃 料 的 最 佳 平 台 ， 具 有 良好
煤烟气脱硝的ＷＯ ， 或者Ｍ ｏ Ｏ ， 掺杂的Ｖ ： Ｏ ／ Ｔ ｉ Ｏ 催化 剂， 被 引入 柴油 车尾 气 的 Ｎ Ｏ 控 制 领域 。虽然 该催
化剂可在 ３ ０ ０ ～ ４ ０ ０ 范 围 内脱 硝 效 率 超 过 ９ ０ ％且 具有较强抗硫能力 ， 但 应 用 于 柴 油 车 为 其 脱 硝 存
径为 ０ ． ３ ８ ｎ ｍ Ｘ ０ ． ３ ８ ｎ ｍ， 属 于小孑 Ｌ 分子筛 。 ） 为载体
的Ｓ Ａ Ｐ Ｏ 一 ３ ４和 Ｓ Ｓ Ｚ 一 １ ３ 所 担 载 的 活性 组 分 主 要 是 Ｃ ｕ 。 该 ２种 催 化 剂 都 表 现 出 良好 的 催 化 活 性 。 Ｃ ｕ — Ｓ Ａ Ｐ Ｏ 一 ３ ４ 催化 剂 ， 在Ｓ Ｃ Ｒ反 应 中具 备 较好 的水 热 稳 定 性 和抗 Ｓ Ｏ ： 中 毒 能力 。有 望 继续 优 化 后 在
NH3—SCR法降低柴油机NOx排放的研究进展
收 稿 日期 ：２ ０—７１ ； 回 日期 ：２ ０—８２ ０ ７０ —８ 修 ０ ７０ —４
作者简介 ： 管
斌 （９ ｚ ） 男 ， 苏 省 常 州 市 人 ， 读硕 士 ，研 究 方 向为 发 动 机 的燃 烧 与排 放 控 制 ； － ｉ ｇ ａ ｂｎ ｓ ｕ ｅ ｕｃ 。 １８一 ， 江 在 Ｅ ｍａｌ ｕ ｎ ｉ＠ ｊ ．ｄ ．ｎ ． ｔ
研 究表 明 ， 柴油机 的 Ｐ 与 ＮＯ 排放 存 在 先 天 Ｍ
的“ｒｄ －ｆ 效 应 。鉴 于 现 有 的柴 油 机 技 术 水 平 ， ｔａ ｅｏｆ ”
１ １ ＮＨ 一 Ｓ Ｒ 系统 的组 成及 主要 反应 ． 。 ｃ 车用 ＮＨ。 Ｓ 一 ＣＲ系统 主要 由预 氧化 催化 系 统 、 尿素热 解 、 解催 化 系 统 、 Ｃ 水 Ｓ Ｒ反应 系 统 、 氧化 催 后 化 系统 组 成 （ 图 １ 。 见 ）
Ｃ０［］ ２
尿素 的热 解反应 为
０
Ｉ Ｉ Ｈ ２ — Ｃ＿ ＮＨ ２ 温度 高 于 １０℃ ＮＨ Ｎ 一 ８
３
＋ ＨＮＣ ， （ ） Ｏ １
尿 素 的水 解 反应 为
ＨＮＣ０＋ Ｈ２ 一 ０ ＮＨ ３ Ｃ０２ ＋ 。 （） ２
１ １２ 标 准 Ｓ Ｒ反 应 ．． Ｃ
柴 油 机 的 Ｎ 排 放 中 ＮＯ 占 ９ ％ 以 上 ， Ｏ
纯 ＮＨ。 有 毒 性 ， 不 易储 。而 尿素 水 溶 液无 毒 、 具 且
１ Ｎ 一 Ｓ Ｒ 降低 Ｎ 排 放 技 术 Ｈ。 Ｃ
ＮＨ。 Ｓ Ｒ选择性 催 化还 原 技 术 利 用 ＮＨ。或 一 Ｃ 尿素 作 为还 原 性 物 质 ， ０ 在 浓 度 高 出 ＮＯ 浓 度 两 个 数量 级 以上条 件下 ， 一定温 度 和催化 剂作 用下 ， 在
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）是一种通过注入尿素溶液来降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的先进技术。
它在柴油机尾气处理方面有着广泛的应用。
柴油机尾气中的NOx排放是空气污染的主要原因之一，也是温室气体的主要组成部分之一。
NOx排放不仅对人体健康造成危害，还对大气环境和生态系统造成重大影响。
降低柴油机尾气中的NOx排放是保护环境和改善空气质量的关键任务之一。
SCR技术通过将尿素溶液喷入尾气中，与催化剂（通常是钒和钨）反应，将氮氧化物转化为氮、水和二氧化碳。
此过程中尿素溶液被称为还原剂，催化剂起到了催化剂的作用，促进氮氧化物的还原反应。
尿素溶液会通过选择性催化还原反应转化为氨气（NH3），NH3与NOx在催化剂的作用下发生氨气选择性催化还原反应，最终产生氮、水和二氧化碳。
1. 提高尾气排放净化效率：SCR技术可在大部分运行条件下将柴油机尾气中的NOx排放降低至10ppm以下，甚至更低。
相比其他尾气净化技术，SCR技术具有更高的效率和更广泛的适用性。
2. 降低燃料消耗：相比内燃机内部改进措施，SCR技术通过优化燃烧过程和减少NOx形成同时可以降低燃料消耗，并提高燃油经济性。
3. 符合环境法规要求：SCR技术可以有效降低柴油机尾气中的NOx排放，使柴油机符合国家和地区的环境法规要求。
这对柴油机制造商和用户来说都是一个重要的优势。
4. 高可靠性和低维护成本：SCR系统由催化剂和尿素喷射系统组成，设计简单可靠。
相应的维护成本也比较低。
5. 可与其他尾气净化技术组合应用：SCR技术可以与颗粒捕集器（DPF）等其他尾气净化技术结合使用，实现对颗粒物和氮氧化物的一体化净化，达到更好的尾气处理效果。
SCR技术在柴油机尾气处理上的应用可以有效降低尾气中的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技术将在未来继续发挥重要作用，并成为柴油机尾气处理的主流技术。
柴油机后处理技术的发展现状及趋势
锅炉的脱硝 中得到了成功 的应用 ，而后才用到机动 车排放 控 制 上 。作 为最有 希 望满 足 欧洲 柴 油机
１ ． １ 选 择 性催化 还 原技 术 选 择性 催 化还 原 技术 （ Ｓ Ｃ Ｒ ） 最 早 在 治理 发 电厂
Ｂ ａ Ｃ Ｏ 吸附剂 的 Ｌ Ｎ Ｔ为例 ，其原理见图 １ 嘲 ：稀燃 （ 即正常运转 ） 时 ，排气中的 Ｎ Ｏ通过催化剂被氧 化成 Ｎ Ｏ ， ，而后通过吸附剂以硝酸钡 的形式存储起
的 ｌ ／ ５ ～１ ／ ３ ；需要增加额外 的 Ａ ｄ Ｂ ｌ ｕ ｅ 贮藏罐 ，增 加整车空间布置的困难 ；需要考虑氨气 （ Ｎ Ｈ 。 ） 的密
封问题 ；需要对排气温度进行控制 ； 需要尿素供应
如静电式微粒收集器 、电压捕集技术等 ， 但前两种 是 目前净 化柴 油 机微 粒 的主流 技术 。
２ 净化 Ｐ Ｍ 的后处理技术
柴油机排放 的 Ｐ Ｍ 由干碳烟 ｆ Ｓ ｏ ｏ ｔ ） 和附在其表 统的闭环控制 ，提高系统 的转化效率和性能 ，其转 面的硫酸盐 、未燃烧或未完全燃烧 的碳氢化合物组 化效 率可以高达 ９ ５ ％。Ｓ Ｃ Ｒ对燃油 中的硫不太敏 成 ，粒径小于 １ ０ ０ ｎ ｍ，可长期悬 浮于近地层 ，吸 感 ，被认为较为适合在燃油硫含量高的国家和地区 人人体肺部后损害其 内通道的 自净机制 ，造成机械 短 时间 内投入使用 。而其缺点主要表现 为 ：目前 性超负荷又有致癌作用。 目前降低 Ｐ Ｍ 的方法有氧 Ｓ Ｃ Ｒ系统的价格昂贵 ，几乎 占到发 动机 总体价格 化催化器 （ Ｄ Ｏ Ｃ ） 、微粒捕集器 （ Ｄ Ｐ Ｆ ） 和非过滤技术
潍柴国四柴油机SCR技术介绍PPT课件
03
潍柴国四柴油机SCR技术特点
高效SCR催化器
01
02
03
高转化效率
潍柴国四柴油机的SCR催 化器采用了高效催化剂， 确保更快速和更完全的 NOx转化。
耐久性强
经过精心设计和材料选择， SCR催化器具有较长的使 用寿命，减少了维修和更 换的频率。
适应多种工况
无论是在冷启动、热启动 还是高排放工况下，SCR 催化器都能保持良好的性 能。SC Nhomakorabea技术优势
SCR技术具有较高的氮氧化物转化效率，同时对燃油消耗 和发动机动力输出影响较小，是目前降低柴油机尾气中氮 氧化物排放的重要手段之一。
SCR技术应用情况
潍柴国四柴油机已经成功应用SCR技术，并实现了较低的 氮氧化物排放，符合国家排放标准要求，为我国柴油机减 排做出了积极贡献。
对未来发展的展望
精确的尿素喷射系统
精确控制
通过先进的传感器和控制系统，尿素 喷射量得到精确控制，确保与柴油机 排放的NOx完全反应。
防止结晶
易于维护
尿素喷射系统设计简洁，方便日常维 护和清洁。
系统具备防止尿素结晶的功能，确保 尿素喷射系统的可靠性和稳定性。
智能控制策略
实时监测与调整
潍柴国四柴油机的智能控制系统 能够实时监测发动机工况和排放，
根据需要自动调整尿素喷射量和 发动机运行参数。
故障诊断与预防
系统具备故障诊断功能，能够提前 预警潜在问题，提高发动机的可靠 性。
节能与优化
通过智能控制策略，发动机在保证 低排放的同时，也实现了燃油消耗 的优化，提高了经济性。
04
SCR技术在潍柴国四柴油机中的应用
案例
应用场景和效果
SCR的名词解释
SCR的名词解释SCR，全称为选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction），是一种减少柴油发动机废气中氮氧化物（NOx）排放的先进技术。
本文将对SCR技术进行详细解释，介绍其原理、应用、优势和发展前景。
一、SCR技术的原理SCR技术利用催化剂将废气中的NOx与尿素溶液（也称为尿素水溶液或尿素选择性催化还原液）发生化学反应，转化为无害的氮气（N2）和水蒸气（H2O）。
这个过程需要在高温下进行，因此通常在废气管路中设置一个催化转化器。
催化转化器内部的催化剂能够将NOx和尿素溶液快速反应，以减少废气中的有害物质排放。
二、SCR技术的应用SCR技术最初是为了符合柴油发动机在欧洲和美洲的严格排放标准而研发的。
在柴油车辆中广泛应用SCR技术后，其排放的污染物明显减少，达到了更加环保的要求。
目前，SCR技术已广泛应用于燃煤发电厂、工业锅炉等领域，以降低排放煤烟中的NOx含量。
此外，SCR技术还可以用于一些特殊场合，如船舶排放控制和工业废气处理等。
三、SCR技术的优势1. 显著减少NOx排放：SCR技术能够将柴油发动机和燃煤锅炉等设备排放的有害氮氧化物转化为无害氮气和水蒸气，有效降低空气污染。
2. 省油节能：与传统的后处理技术相比，SCR技术对发动机的燃烧效率几乎没有影响，不会增加燃油消耗，因此具有较低的油耗成本。
3. 高稳定性和耐久性：SCR技术运行稳定可靠，能够长时间降低废气中的NOx排放，有助于保护环境和人体健康。
四、SCR技术的发展前景随着全球环保意识的增强和国际排放标准的不断提高，SCR技术将在未来得到进一步推广和应用。
目前，一些国家和地区已将SCR技术纳入法规要求，推动车辆和工业设备的环保升级。
未来，SCR技术还有望与其他先进技术相结合，如氨切割（Ammonia Slip）监控和催化剂再生，以进一步提高其性能和应用范围。
总结：SCR技术是一项关键的废气处理技术，通过选择性催化还原将废气中的NOx转化为无害物质，减少对环境的污染。
NH3SCR法降低柴油机NOx排放的研究进展
中国分类号：ＴＫ４２１．５
文献标志码：Ａ
交章编号：１００ｔ一２２２２（２００７）０５—０００１－０７
研究表明，柴油机的ＰＭ与Ｎｑ排放存在先天 的“ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ”效应。鉴于现有的柴油机技术水平， 仅仅依靠柴油机机前和机内措施很难大幅度同时降 低ＮＯ！和ＰＭ排放。要满足日益严格的排放法规， 尤其是要达到欧Ｖ（ＮＱ排放为２ ｇ／（ｋＷ·ｈ））、欧 Ⅵ（Ｎ０：排放为１ ｇ／（ｋＷ·ｈ））和美国２００７／２０１０排 放标准，必须结合柴油机后处理技术来降低ＮＯ．和 ＰＭ排放。而结合优化缸内燃烧的ＮＨ：一ＳｃＲ选 择性催化还原技术，因其具有能大幅度降低ＮＱ排 放（在不降低发动机效率前提下，能使Ｎ晚的转换 效率高达９０％以上，并且在温度变化范围比较大 的情况下保证较高的Ｎ旺转换率）、较好的燃油经 济性（油耗可节省５％～７％）、对燃油品质相对不 敏感（尤其是对ｓ毒副作用的高抗性），催化剂活 性高以及对水蒸气稳定性好等优点，越来越受到 人们的关注。
Ｋｏｅｂｅｌ等首先对在催化剂Ｖ。Ｏ。一Ｗ０３／Ｔｉ０２
上的快速ＳＣＲ反应机理进行了研究““，提出混合
气中Ｎ０２的存在使得活性位Ｖ位的再氧化变得更 快，而这一过程对于３００℃以下的标准ＳＣＲ反应速
率的提高有决定性作用。其中Ｎ０２提高催化剂再 氧化能力是通过原位拉曼实验验证的。
Ｓａｃｈｔｌｅｒ等通过红外技术对以沸石为载体的催
够在柴油机排气温度较低时仍能保持较高Ｎｑ转 化效率的方法。
１ １．３快速ＳＣＲ反应 大量研究结果表明，当增加ＮＱ中ＮＯ。比例
时，可以提高低温条件下ＮＨ。一ＳＣＲ对ＮＯ．的转 化效率（见反应式（４）），该反应可在较低温度下进
行。当ＮＯ与Ｎ０２浓度之比为１时将会有最佳的
ＮＯ：催化转化效率“］。 ４ＮＨ３＋２ＮＯ＋２Ｎ０２—一４Ｎ２＋６Ｈ２０。 （４）
车用NH3-SCR催化剂研究现状
催化剂是柴油车市场开发的必然课题。
2SCR 催化剂研究稳定高效的催化剂是SCR 技术的核心内容，在差不多50年的研究进程中，SCR 催化剂主要分为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛负载类催化剂，现在柴油车上应用的主要是V-SCR 催化剂和分子筛SCR 催化剂。
V-SCR 催化剂还是占有很大的比例，主要用于满足图1SCR 系统原理图4HC+3O 2→2CO 2+2H 2O 2CO+O 2→2CO 22NO+O 2→2NO 28NH 3+6NO 2→7N 2+12H 2O 2NH 3+NO 2+NO 2→2N 2+3H 2O 4NH 3+4NO 2+O 2→4N 2+6H 2O DOCHUSCRASC发动机排气尿素喷射SCR 催化剂氨泄漏催化剂（NH 2）2+H 2O 2→2NH 3+CO 24NH 3+3O 2→2N 2+6H 2O的结合氮，更有利于生成N2，提高了脱氮效率；Zhang[9]等人采用浸渍法制取了Pt质量百分比为0.5%的PT/TiO2催化剂,并对其进行了选择性催化还原实验研究其活性和，发现此类催化剂在低温阶段时活性强，但高温活性差；Li[10]等制备了以Al2O3为载体的Sn/Al2O3催化剂，发现最好时其催化效率可达到接近100%。
近年来，由于分子筛作为载体的催化剂活性较好，研究者们开始对分子筛作为载体搭载贵金属的催化剂活性研究。
2.2金属氧化物催化剂金属氧化物的催化能力来自金属原子和氧原子之间连接的化学键，一般金属氧化物是作为催化剂的活性组分，因此金属氧化物可以分为V氧化物催化剂、Fe氧化物催化剂、Cu氧化物催化剂、Mn氧化物催化剂等金属氧化物及其混合物催化剂，复合金属氧化物催化剂因其优异的催化性能逐渐成为研究热点。
2.2.1V氧化物催化剂对于发动机尾气的NH3-SCR催化剂来说，钒（V）氧化物催化剂应用较早，以提高其催化活性，钒基催化剂催化效率高，成品制备容易，抗硫中毒能力强，但在600-800℃的高温范围内容易失活，而且热稳定性差，废弃催化剂处置困难，钒氧化物主要是V2O5，是有毒物质，高温时容易挥发，一些对环境保护要求严格的国家已经禁止钒基催化剂在车上使用。
国六SCR催化剂的性能试验研究
国六SCR催化剂的性能试验研究作者：马义陈奥林况文字雷本刚杨细元来源：《汽车科技》2019年第06期摘要：选择性催化还原技术（SCR）是国六柴油机控制NOx排放的主要技术，为了对比国外后处理厂家和国内后处理厂家的铜基分子筛SCR催化剂性能，搭建了SCR催化剂的小样测试台架，对两种SCR催化剂进行了小样性能测试分析，包括稳态测试，瞬态测试，并介绍了相应的测试流程方法。
测试内容覆盖了温度扫描，空速扫描，氨氮比扫描，NO/N0x比例扫描，NO氧化效率，标准SCR转化效率，氨氧化效率和氨存储。
试验结果表明，两种催化剂在不同试验条件下所呈现的性能变化规律基本一致，国外催化剂的NOx转化效率比国内催化剂高3%左右，200C条件下国外催化剂的氨存储量比国内催化剂高0.5g/L，两种催化剂的性能差异主要集中在低温区域。
关键词：选择性催化还原;后处理;铜基分子筛;小样评价中图分类号：TK421.5文献标识码：A文章编号：1005-2550（2019）06-0002-06Experimental Study on the Performance of SCR Catalyst for CN 6MA Yi， CHEN Ao-lin， KUANG Wen-yu， LEI Ben-gang， YANG Xi-yuan（ Dong Feng Special Equipment Division， Wuhan 430056 China ）Abstract： Selective catalytic reduction technology （SCR） is the main technology for controllingNOx emission in diesel engines of CN 6. In order to compare the performance ofCu-zeolite SCR catalysts between foreign and domestic after treatment manufacturers， asample test bench for SCR catalysts was set up， and the performance of two kinds of SCRcatalysts was tested and analyzed， including steady-state test and transient test. The test covers temperaturescanning， space velocity scanning， ammonia nitrogen ratio scanning， NO/NOxratio scanning， NO oxidation efficiency， standard SCR conversion efficiency， ammonia oxidationefficiency and ammonia storage capacity. The test results show that the performance ofthe two catalysts are basically the same under different test conditions. The NOx conversion efficiencyof foreign catalysts is about 3% higher than that of domestic catalysts. The ammonia storagecapacity of foreign catalysts is 0.5g/L higher than that of domestic catalysts at 200 C.The performance differences of the two catalysts are mainly concentrated in the low temperatureregion.Key Words： Selective catalytic reduction; after treatment; Cu- zeolite; samples assessment 馬义毕业于武汉理工大学动力机械及工程专业，硕士研究生学历现就职于东风汽车集团有限公司特种装备事业部，任主管工程师，主要研究方向为：动力总成性能设计，已发表论文3篇。
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技术全称为选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction），是一种通过催化剂将尾气中的氮氧化物（NOx）转化为无害氮气和水的方法。
SCR技术已经被广泛应用于柴油机尾气后处理中，有效降低了柴油车尾气中的有害物质排放。
SCR技术的基本原理是通过将尿素溶液喷入尾气中，其中的尿素与催化剂反应，生成氨气。
氨气与尾气中的NOx反应，催化将其还原为无害的氮气和水。
SCR技术具有高效、可靠、稳定、环保的特点，并且适用于各种工作条件和负荷。
SCR技术能够显著减少柴油机排放的氮氧化物。
尾气中的氮氧化物是大气污染的重要源头之一，对人体健康和环境造成严重危害。
通过使用SCR技术，柴油机的氮氧化物排放可以降低80%以上，大大减少了对环境的污染。
SCR技术能够提高柴油机的燃烧效率和动力性能。
柴油机燃烧过程中产生的氮氧化物会影响到燃烧效率和动力输出。
通过降低尾气中的氮氧化物含量，SCR技术可以减少燃烧过程中的能量损失，提高柴油机的燃烧效率和动力性能。
SCR技术还可以减少柴油机的油耗和提高使用寿命。
尾气中的氮氧化物会与柴油机内部的排气系统反应，产生硫酸等腐蚀性物质，加速排气系统的老化和损坏。
采用SCR技术后，由于尾气中的氮氧化物大幅减少，可以降低油耗和排气系统的腐蚀速度，延长柴油机的使用寿命。
SCR技术具有灵活性和适应性强的特点。
不同型号的柴油机可根据自身需求选择不同规格和型号的SCR系统。
SCR技术还可以与其他尾气净化技术结合使用，如颗粒捕集器（DPF）等，进一步提高尾气的净化效果。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用极为广泛。
它通过催化剂和尿素溶液的反应，在柴油机尾气中去除氮氧化物，使尾气排放更加环保。
SCR技术的应用不仅有效降低了柴油机尾气的有害物质排放，还提高了柴油机的燃烧效率和动力性能，减少了油耗，延长了使用寿命。
SCR技术在环保、经济和可持续发展方面的优势，使其在柴油机尾气后处理领域得到了广泛应用。
柴油机选择催化还原系统的DCU控制研究
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｉ ｒ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｉ ｒ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ Ｓ Ｃ Ｒ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ ｏ ｆ
ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｄｉ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ， Ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ Ｓ Ｃ Ｒ） ， ＤＣ Ｕ ， Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｙ 主流并 且被 大力推 广【 ｌ １ 。 由于柴 油机 在实 际工作 过程 中工 况经 常不 断转
１ 前 言
柴油 机尾 气 中的 Ｐ Ｍ和Ｎ Ｏ 存 在着 “ 此消 彼长
（ ｔ ｒ ａ ｄ ｅ — ｏ ｆ ｆ ） ” 的关 系 ． 鉴 于现 有 的 柴油 机 技 术水 平 ，
变， 其Ｎ Ｏ 的排 放 及 排 气 温度 的 波动 比较 大 ， 因而 制 定合 理 的 Ｓ Ｃ Ｒ控 制策 略 以有效 控制 Ｎ Ｏ 的排 放 ，
尿 素 溶 液 的 需求 量 进 行 稳 态 修 正 和 瞬态 修 正 试 验 表 明 ， 该Ｄ Ｃ Ｕ 控 制 策 略能 够 控 制 Ｎ Ｏ 排 放 满 足 法规 要性 催化 还原 系统
Ｄ ＣＵ 控制 策略
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１７０℃＜７娼５０℃：快速ＳｃＲ反应在此温度区间内 的反应速率大大高于标准ｓｃＲ反应。因此ＳＣＲ反应 温度主要在此区间内时可以加装前置ＤＯＣ，提高尾 气中Ｎ０２的比例，促进快速ｓＣＲ反应。根据研究，加 装ＤｏＣ可以大大提高ｓｃＲ中ＮＯｘ转化率嗍。
反应（４）是在高温时发生的ＮＨ。的氧化反应，即
此时ｍ失去了优先与Ｎｏ）（反应的选择性，因此是
应该避免的反应。但是在排气尾端可以在催化剂条件
下利用此反应进行泄露ＮＨ３的清除。
１．２ ＮＨ。的产生
经过对多种还原剂的研究比较，ＮＨ。作为还原剂
的技术发展最成熟，目前被认为最有推广前景。纯氨
气（ＮＨ。）有一定的毒性，而且有刺激性气味，其运输和
根据美国西南研究院的研究，ＮＨ３与Ｎｏｘ发生还 原反应所需的最低温度是１４３℃嘲。
１４３℃＜Ｒ１７０℃时（ｒ表示ＳｃＲ反应器内温度）： ＳｃＲ反应的效率较低，而且只在某些催化剂，如沸石 条件下可以发生反应，ＢＡｓＦ研制的新型沸石催化剂 可以在１５０℃时仍然具有较高的Ｎｏ）（还原率【姗。而对 其他种类的催化剂，如矾，可能会因为温度过低而不 具有催化活性。有些研究中采用设定在１８０℃以下不 喷氨的方式来防止造成二次污染【ｌｌｌ。但是这样会造成 低负荷或者冷启动工况时Ｎｏ，（排放很差。因此改进 ＳｃＲ在柴油机冷启动时的Ｎ瓯转化率对ＮＯｘ减排有 重要意义。
尿素水溶液经喷嘴以微小液滴形式喷射入排气
管内以后，在温度较高的排气中水分蒸发，从而产生颗
粒形式的尿素（（ＮＨ：）ｃＯ）。在温度高于ＮｃＯ）和一部分Ｎ地。
热解反应需要大量的热，因此必须在进入催化反
应器前的很短时间内由废气向尿素水溶液液滴快速
传热，既要有高传热速率也要有足够长的时间。因此 在排气温度较低时，热解反应的程度较低，研究发现 在３３０℃时只有２０％的尿素可以发生热解，而４００℃时 有５０％的尿素可以发生热解，热解反应不彻底对Ｎｏｘ 还原率的影响目前尚不明确，但ｓｃＲ反应得不到足 够的还原剂或者尿素的分解在ｓＣＲ反应器内进行势 必会对Ｎｍ还原反应产生不利影响ｍ。
还原剂的ｓｃＲ技术（卜ｉＨｒｓｃＲ）又是目前最成熟，最具推广前景的ｓｃＲ技术。文章详细阐述了用于车用柴油机的ＮＨ，ｓｃＲ技术的反应机 理，介绍了温度对ｓｃＲ反应的影响；列举了典型ｓｃＲ系统的主要部件并介绍了各部分的功能，以及法规中对车用尿素水溶液（Ａ曲ｈ地）主 要指标的规定；总结了目前应用较多的开环、闭环两种控制策略的工作流程及特点，并且分析了各自的优缺点；在柴油机后处理系统集成 的角度对ｓｃＲ与颗粒捕集器（ＤＰＦ）的两种整合方案进行了分析。对比了两种方案的优缺点；最后分析了ｓｃＲ技术目前存在的几个问题。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｃ∞ｌ：Ｎ０）（：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌ如ｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ：ｃ叩Ⅱｏｌ ｓ们嘲；ｙ
ＮＯｘ是柴油机尾气中的主要有害物质，而选择性 催化还原（ｓｃＲ）是被普遍认为将得到推广以满足国 Ⅳ和国Ｖ重型柴油机排放标准的Ｎｏ。净化技术【ｌ】。随 着能源危机逐渐加重，排放法规日益严苛，节能减排 的呼声越来越高，并逐渐成为大势所趋。由于ｓｃＲ技 术具有在降低Ｎ魄排放的同时还可以降低油耗的优 势，ＡＣＥＡ（欧洲汽车制造商协会）２００３年发表报告认 为，ＳＣＲ技术是目前唯一可以同时改善柴油机废气排 放和燃油经济性的技术闭。
ｌ ＮＨ广ＳＣＲ反应机理
１．１ Ｎ魄还原反应机理 柴油机尾气是多种气体组分组成的混合气，Ｎｏｘ
仅是其中一种，因此必须使用具有选择性的还原剂用 于ＮＯｘ的净化。在富氧，一定的催化剂和温度条件下，
ＮＨ３可以优先与Ｎ０）（反应，生成Ｎ２和Ｈ力，具有较
高的选择性，并且二者反应要求的温度约为２００℃以
上，柴油机的排气温度为一般工况下都在３００℃一
度的发生快速反应，但是若Ｎ０２与Ｎ０的比例超过
１：ｌ，就有可能发生反应（３）。这个反应的反应速率在
三个还原反应中速率最低嘲。因此若将Ｎ０２在Ｎｏ）【中
的比例提高到５０％以上，ＳＣＲ反应的速率反而会降 低；而且Ｎ０。的毒性是ＮＯ的５—８倍，释放Ｎ０２到大
气中危害会更大，因此氧化装置的作用应该是使Ｎ０２ 与ＮＯ接近最佳比例ｌ，而不要超过１。
第３２卷第１２期 ２００９年１２月
弘砣尉：籼数求 Ｅｎ、ｒｉｒｏ姗ｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ．ｏＩ．３２ Ｎｏ．１２ Ｄｅｃ． ２００９
车用柴油机选择性催化还原技术研究进展
楼狄明， 张正兴， 谭丕强， 马滨
（同济大学汽车学院，上海２０１８０４）
摘要：选择性催化还原技术（ｓｃＲ）是目前唯一可以同时改善柴油机排放和燃油经济性的氮氧化物（Ｎ０）【）净化技术，而以№作为
作者简介：楼狄明（１９６３一），男，教授，主要研究方向为柴油机现代设计技术、柴油机后处理等，（电子信箱）ｌｏｌｌｄｉｍｉｎｇ＠ｈｏｔＩｎａｉｌ．伽。
万方数据
１０４
弘诧尉鹳敢求
第３２卷
反应（２）称为快速ＳＣＲ反应。研究表明，此反应
可以在较低温度下进行，并且在较低温度下的反应速 率是标准ＳＣＲ反应的１７倍１３】。提高Ｎｏ）（中Ｎ０２的比
热解产生的异氰酸发生水解反应（６），产生一部 分ＮＨ。和ｃ０２，但是异氰酸（ＨＮｃＯ）比较稳定，通常 需要在氧化性的催化剂条件下才能较好地进行水解 反应，因此ｓｃＲ催化转化器前通常会有水解反应催 化器。一种可行的技术是在ｓｃＲ前安装外部水解反 应催化器，正常工作时用一部分废气对其进行加热， 在冷启动工况采取其他措施加热水解反应器可以保 证在低排温工况也有较高的ＨＮｃＯ水解率嘲。 １．３温度对ＳＣＲ反应的影响
ｄｉｓａｄｖ觚ｔａｇｅｓｏｆｅａｃｈｗｅｒｅａｎａＩｙｚｅｄ：ｔｈｅｎｔ｝伦铆ｏｄｉ侬爬ｍｍｏｄｅｓｆｏｒｔｈｅｉｌｌｔｃｇｒａｔｉｏｎｏｆＳＣＲ卸ｄＤＰＦｉＩｌｄｉｅ∞ｌａｆｔｅｍｅ咖即ｔｓｙｓｔｅｍ
ｗｅｒｅ把ｆｅＩＴｅｄ柚ｄｃｏｎｔｒａｓｔｅｄ：ｆｉｎａｌｌｙ，吐１ｅｐｒｏｂｌ锄ｓｗｈｉｃｈ ｂ１０ｃｋｍｃｐｏｐｕｌ撕ｚａｔｉ伽ｏｆＳＣＲｗａｓｐｕｔｆｏｎⅣ甜
储存都比较困难，而尿素水溶液无毒、无刺激性气味，
便于储存和运输，在反应时通过一系列的水解，热解
反应可以产生还原所需的ＮＨ３，非常适合作为车载还
原剂１６１。
尿素水溶液分解产生还原剂ＮＨ。的过程中主要
发生以下两个化学反应：
（ＮＨ：）￡Ｃ卜．—｝ＮＨ３＋ＨＮＣ０
（５）
｝孙ｉＣ０＋Ｈ２０卜＿÷ＮＨ水０２
（６）
理，在一般燃烧温度条件下，柴油机排气中ＮＯｘ主要以
ＮＯ的形式出现，Ｎ０２比例较小，ＮＯ与ＮＯ。的比例一
般在９：１以上。因此，若不对柴油机尾气中ＮＯ、Ｎ０２比 率进行调节，ＳＣＲ催化器中主要发生标准ｓｃＲ反应。
收稿日期：２００踮１０－２３；修回２００８－１２一ｌｌ
基金项目：上海市科技攻关计划项目（０７２３１２０５１）
ＬｏＵ Ｄｉ—ｎｌｉｎｇ， ＺＨＵ订呵Ｇ Ｚｈｅｎｇ—ｘｉｎｇ，ＴＡＮ Ｐｉ—却ａｎｇ，ＭＡ Ｂｉｎ （ｃｏｎｅｇｃ ｏｆ Ａｕ幻啪ｃｉｖｅ Ｅｎ西∞舐ｎｇ Ｔｏｎ舀ｉ Ｕ匝ｖ锄ｉｔｙ，Ｓｈ锄ｇ｝Ｉａｉ，（＝ｌｌｉ艄）
Ａｂｓ岫ｃｔ．ＳｅｌｅｃｄｖｅＣ删ｙｓｔＲｃｄｕｃｔｉｏｎ融ｔｌＩＩｏｌｏｇｙ（ＳＣＲ）ｉｓａｔｐｒｅ∞ｎｔｍｅ嘶ｑｕｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｍｃｈｃ锄ｉｒｎｐ∞ｖｅｍｅｅＩＩｌｉｓｓｉｏｎ锄ｄ
利用铂（Ｐｔ）、钯（Ｐｄ）等催化剂使ｃＯ、ＨＣ和颗粒物中 的可溶性有机物（ＳＯＦ）与尾气中的氧气在较低的温度
下进行氧化反应，转化为Ｃ０２和Ｈ２０，也可以使ＮＯ发
生氧化反应生成Ｎ０２，从而提高Ｎｏｘ中ＮＯ。的比例。 根据快速ｓｃＲ反应的化学方程式可以看出Ｎｏｘ
中Ｎ０２与ＮＯ的最佳比例为ｌ：１，此时可以最大限
硎ｕｃｅｏｉｌｃｏｎｓｕ唧曲ｎｓｉＩＩＩｕｌｔａｎ∞ｕｓｌｙ．ＡｎｄＳＣＲｔｃｃ量ｌｎｏｌｏｇｙｕｓｉｎｇＮＨ３硒剃ｕｃｔａＩｌｔ（ＮＨ『ｓＣＲ）ｉｓｍｏｓｔｍａｍ把ｌｙｄｅｖｅｌｏｐｃｄ卸ｄｈ雒
ｗ勰ｅｘｐ撕如ｄ’ ｍｅ ｂｒｉｇｈｔｅｓｔ ｆｂ僧目『０ｕｎｄ ＩＩｌ廿ｌｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｈｅｌｌｌｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｔｌａＩｌｉｓｍ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｄｖｅ Ｃａｔａｌｙ缸ｃ Ｒｅｄｕｃｄｏｎ ｔｃｃｈｎｏｌ０＿ｇｙ
５００℃，因此ＮＨ３是理想的还原剂。
对于ＮＨ。一ＳＣＲ，在Ｎｏｘ还原过程中主要发生以
下几个反应：
４ＮＨ舭Ｎｏ＋０２『＿◆４Ｎ２＋６Ｈ２０
（１）
４ＮＨ一２ＮＯ＋２Ｎ０２．——｝４Ｎ舶Ｈ２０
（２）
６ＮＯｆ国ＮＨ厂—｝７Ｎ一１２Ｈ２０
（３）
４Ⅻ３＋３０ｆ—＋２Ｎｆ佑Ｈ２０
（４）
反应（１）称为标准ＳＣＲ反应。根据ＮＯｘ的生成机
１０５
２．１ ＳＣＲ系统组成 图ｌ为典型的ｓｃＲ系统结构示意图，包括尿素
水溶液储存、传输、喷射系统，压缩空气系统以及控 制系统。
柴油机转速
业业莹油机负荷
尿 素
箱
尿素喷嘴ｂ＜Ｉ喷雾
催化 转化器
图ｌ ＳＣＲ系统示意图
Ｆｉｇ．Ｊ Ｉｎｄｊｃａｔｅ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆＳＣＲ Ｓｙｓｔｅｍ
ＳｃＲ系统主要部分及功能如下： 尿素箱：尿素水溶液的储存容器。因为尿素水溶液 具有一定的腐蚀性，因此其储存和传输设备应该选用 特殊的材料或者进行防腐蚀处理，来防止或减缓腐蚀。 尿素泵：尿素泵是尿素水溶液传输的动力装置，它 将尿素水溶液输送到计量设备中，并且维持一定的压 力备用。 压缩空气系统：尿素的喷射分为压缩空气辅助喷 射和无压缩空气辅助喷射两种方式。目前应用较多的 是利用压缩空气辅助喷射，采用这种方式就需要用压 缩空气系统。其优点是雾化效果好，但是由于实用压 缩空气系统导致系统复杂，成本高，而且输送管路中 尿素水溶液中的水分蒸发会使尿素晶体析出，堵塞喷 嘴；若不使用压缩空气辅助喷射，虽然可以使系统简 单，但是雾化效果不好，影响ＳｃＲ反应的程度，使 ＮＯｘ转化率下降，ＮＨ。泄露量大，因此应用不多，尚在 研究之中。 尿素喷嘴：尿素喷嘴安装在排气管上，将计量设 备送来的尿素与压缩空气的混合物顺流喷射进入排 气管中，并且尽量使喷出的尿素水溶液均匀雾化，尿 素水溶液的雾化程度，与尾气混合的均匀程度对ｓｃＲ 反应的程度有极大的影响。尿素水溶液的雾化对喷嘴 的型式，数目等都有一定要求，此外，对喷嘴的安装位 置也有一定的要求，研究发现喷嘴到催化消声器的入 口至少３００ｍｍ，距离越大混合的效果越好嘲。 催化转化器：Ｎｏｘ还原反应发生的场所，一般采 用蜂窝状的内部结构，为了提高ＳＣＲ反应的程度要 获得尽量大的内表面积，同时也要尽量减小转化器造 成的排气背压升高。ＳｃＲ催化剂附着在催化转化器的 内表面，工作时吸附在表面上的ＮＨ。与ＮＱ在催化 剂作用下发生反应。 ２．２ ＮＨ３＿ＳＣＲ尿素水溶液