重型柴油机SCR 后处理技术工作原理

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: 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。
排气温度传感器
Thank You!
www.themegallery.com
LOGO
柴油机SCR系统的概述
LOGO
百度文库
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Ⅳ 欧Ⅴ 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
SCR系统的构成
SCR系统的组成
SCR系统的构成
SCR系统的组成
尿素泵
尿素罐
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技术工作原理
快速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H2O 的含量几乎不影响NOx 转化率