關(guān)于柴油機(jī)scr 技術(shù)基本原理及常見(jiàn)問(wèn)題探討

區(qū)燦輝

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)迅猛發(fā)展，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)作為其重要的動(dòng)力基礎(chǔ)，對(duì)于汽車(chē)的運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。該文主要對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中柴油機(jī)scr 技術(shù)基本原理及常見(jiàn)問(wèn)題探討，以期提升柴油機(jī)scr 技術(shù)的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī) scr 技術(shù) 基本原理 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TK421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（a）-0102-01

1 柴油機(jī)scr技術(shù)基本原理

1.1 scr技術(shù)的反應(yīng)機(jī)理

Scr又稱(chēng)選擇性催化還原系統(tǒng)，是用來(lái)控制柴油機(jī)排放后的處理的裝置，其主要是將尿素溶液噴射到柴油機(jī)排氣管中，在高溫條件下產(chǎn)生熱解水反應(yīng)，生成具有還原性質(zhì)的，在催化劑催化還原作用下與排氣中的發(fā)生反應(yīng)生成和，其化學(xué)反映過(guò)程如下：

（1）熱解水反應(yīng)：

（2）與的催化還原反應(yīng)：

1.2 scr系統(tǒng)構(gòu)成

scr系統(tǒng)主要由尿素溶液添藍(lán)罐、催化消聲器、計(jì)量噴射泵、噴嘴及相關(guān)電控管路等構(gòu)成。計(jì)量噴射泵是用來(lái)為尿素溶液輸送到噴嘴而提供動(dòng)力；催化消聲器是催化氮氧化合物的還原反應(yīng)，防止出現(xiàn)氨氣泄漏的問(wèn)題；噴嘴則是將輸送來(lái)的尿素與空氣混合物順流噴入排氣管，使尿素溶液霧化，以提升催化劑的轉(zhuǎn)化效率。

2 scr系統(tǒng)運(yùn)行的影響因素

2.1 氧氣對(duì)催化還原反應(yīng)的影響

在汽車(chē)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣成分中，主要是氮氧化物。而當(dāng)廢氣中不含有氧氣時(shí)，只發(fā)生與的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，在保持一定溫度及水蒸氣存在的情況中，無(wú)氧時(shí)scr系統(tǒng)轉(zhuǎn)換較慢，但隨著氧含量的增加，系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率會(huì)上升，直到氧含量體積超過(guò)8%，繼續(xù)增加其含量則不會(huì)給系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率帶來(lái)影響。因此，可以得知，當(dāng)氧含量達(dá)到一定值時(shí)，與的反應(yīng)會(huì)被控制，主要是、及的共同反應(yīng)。

2.2 scr的空速特性對(duì)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率的影響

通常情況下，柴油機(jī)在不同的工況環(huán)境下，催化器的空速變化范圍較大。如當(dāng)scr系統(tǒng)在200～300℃時(shí)，scr系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化率隨空速的增加反而降低，這主要是因?yàn)榭账俅?、反?yīng)的時(shí)間減短，從而導(dǎo)致較多來(lái)不及反應(yīng)。而當(dāng)scr系統(tǒng)所處的溫度環(huán)境達(dá)到300℃時(shí)，空速大小與轉(zhuǎn)化率基本無(wú)關(guān)，這是因?yàn)樵跇O度高溫環(huán)境下，催化劑的活性較強(qiáng)，抵消了空速變化帶來(lái)的不利影響。

2.3 燃油品質(zhì)對(duì)催化還原反應(yīng)的影響

首先，當(dāng)使用硫含量較高的柴油時(shí)，柴油機(jī)排放的尾氣中就會(huì)含有，其在催化劑的作用下，容易被氧化成。當(dāng)溫度低于250℃，氨氣和就會(huì)生成

，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)催化劑的活性產(chǎn)生不利影響；其次，在柴油機(jī)尾氣含有另一個(gè)主要成分，即碳煙微粒（），當(dāng)期堆積在催化器中，會(huì)造成排氣的不通暢，使得尾氣難以與催化劑充分接觸和反應(yīng)，因此需要在催化反應(yīng)前先通過(guò)顆粒捕集器對(duì)尾氣中的PM進(jìn)行處理。

3 柴油機(jī)scr技術(shù)應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法

3.1 催化劑的體積問(wèn)題

解決方法：（1）可以從催化劑本身出發(fā)，提高催化劑本身所應(yīng)具有的催化活性。這就需要選擇一些高溫特性好且生成少的催化劑。當(dāng)前，

等是應(yīng)用比較廣的活性較強(qiáng)的催化劑。（2）從提高化學(xué)反應(yīng)的效率出發(fā)，通過(guò)采取技術(shù)措施而提高的氧化速率。研究表明，當(dāng)中的比重增加時(shí)，可以提高低溫條件下的轉(zhuǎn)化率；當(dāng)與的濃度比為1時(shí)，的轉(zhuǎn)化率最佳，且scr系統(tǒng)的反應(yīng)速率也會(huì)有明顯的提升。那么為了提升的轉(zhuǎn)化率與scr系統(tǒng)反應(yīng)速率，就應(yīng)該想辦法提高的比例。實(shí)驗(yàn)表明，在scr反應(yīng)器前安裝氧化催化轉(zhuǎn)換器是一個(gè)非常有效的方法，在保證一定高空速高溫時(shí)，能利用鉑作為催化劑的活性成分，將少數(shù)氧化成。當(dāng)然，在熱力平衡作用下，有時(shí)候高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)化也會(huì)受到限制，但是此限制卻是較科學(xué)的，這是因?yàn)樵跍囟戎饾u升高的情況下，的氧化速率也會(huì)提高，當(dāng)其氧化成的比重占到50%以上時(shí)，又會(huì)減慢其反應(yīng)速率，達(dá)到一個(gè)科學(xué)循環(huán)的效果。

3.2 氨泄漏問(wèn)題

在當(dāng)前較多車(chē)用柴油機(jī)scr系統(tǒng)中，尿素水溶液是主要的還原劑，其主要成分是。然而在車(chē)輛排放廢氣的過(guò)程中，其廢氣溫度的變化范圍極大，可能從100℃迅速提升到600℃，那么在此急速變化的廢氣溫度環(huán)境下，需要噴射的還原劑量也會(huì)出現(xiàn)極大的變化。但是，的吸附催化劑的能力又會(huì)隨著溫度的升高而降低，容易造成氨泄漏的問(wèn)題。當(dāng)前，對(duì)于廢氣排放的溫度變化及噴射的劑量把握，控制氨泄漏的問(wèn)題，是面臨的突出問(wèn)題。

解決方法：（1）通過(guò)實(shí)施優(yōu)化措施控制，控制尿素噴射中成分。可以實(shí)施相關(guān)技術(shù)，在尿素噴射的過(guò)程中，計(jì)算的流量，并重點(diǎn)考慮催化劑活性及其相應(yīng)溫度需求，利用閉環(huán)控制技術(shù)，減少氨泄漏的問(wèn)題。（2）通過(guò)安裝后氧化催化裝置，將過(guò)剩的氧化，以減少氨泄漏問(wèn)題。在安裝后氧化裝置后，通常將鉑作為催化劑，來(lái)進(jìn)行催化反應(yīng)。但是催化劑的催化活性對(duì)溫度具有較高的要求，當(dāng)溫度低于250℃時(shí)，催化劑的催化活性不高；當(dāng)溫度增加時(shí)，催化劑活性在加強(qiáng)的同時(shí)又增加了與的形成，在此情況下又提升了scr的轉(zhuǎn)化率，增加了氨泄漏的問(wèn)題。因此，安裝后氧化催化裝置的方式，雖然能在一定程度上氧化過(guò)剩的，但卻在溫度升高時(shí)，容易造成另一途徑的氨泄漏問(wèn)題，需要技術(shù)人員合理應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，柴油機(jī)scr技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)柴油汽車(chē)解決和排放的重要技術(shù)，其在我國(guó)車(chē)用柴油機(jī)上具有較大的發(fā)展空間。當(dāng)然，scr技術(shù)的應(yīng)用受較多因素的影響會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行的障礙，需有針對(duì)性的加強(qiáng)研究與技術(shù)優(yōu)化，以更好的發(fā)揮scr技術(shù)的作用。

參考文獻(xiàn)

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