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一种SCR催化器的性能研究

2019-08-06姚云伟董波唐辉映

时代汽车 2019年7期

姚云伟 董波 唐辉映

摘 要:随着社会的发展,汽车保有量的增长,汽车尾气排放也渐渐成为城市大气污染的主要来源,而就目前汽车技术而言,单纯依靠发动机机内净化措施已难以满足现有排放法规的要求,必须同时采用机外净化措施才能达到排放标准。SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)催化器是针对柴油机的一种尾气净化装置,可以大大降低柴油机尾气中Nox的排放水平。

关键词:柴油机;SCR;NOX

1 概述

通过在柴油机排气管上安装有尿素计量喷射装置,在合适的工况下,喷入尿素水溶液,尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3,在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOx,排出N2,从而降低NOx的排放。因为NH3泄漏也会对大气产生污染,所以对尿素的喷射有一定的限值,這就需要对SCR催化器的性能有一定的设计要求。

一般情况下,SCR催化器性能评价主要包括温度特性、浓度特性和空速特性三个方面的评价,并且以NOx转化效率作为基准。

SCR催化器转化效率指的是发动机按照某种指定的工况运行时,催化转化器前后某种污染物排放量的变化率:

2 SCR催化器装置

2.1 SCR催化器中的化学反应

在SCR催化器中发生的主要化学反应如下:

尿素水解:(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2

NOx还原:NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

NH3氧化:4NH3+5O2→4NO+6H2O

在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括:尿素水溶液中尿素的水解、氮氧化物的还原反应和NH3的催化氧化反应。

本文中论述的SCR催化器性能是指发动机在试验台架运行时,催化器的转化效率。此次使用的SCR催化器规格如表1。

2.2 试验装置

2.2.1 发动机试验台布置

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