苏威，王志坚，杨海龙，朱建荣

潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061

0 引言

内燃机会产生CO、CH、颗粒物(particulate matter，PM)、NOx等污染物。为加强环境保护，国家颁布国六排放标准并分步施行，将内燃机排放要求升级到一个更加严格的阶段。为了满足日益严格的排放标准，柴油机必须增加排气后处理系统，降低HC和CO排放的氧化催化(diesel oxidation catalyst，DOC)技术、降低NOx排放的选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)技术和降低PM排放的颗粒捕集(diesel particulate filter，DPF)技术[1-2]。

DOC装置由壳体、减震层、载体、催化剂组成，载体表面涂覆氧化性催化剂，主要组分包含铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等贵金属，对CO、HC及颗粒物中的可溶性有机物具有很高的催化活性。Pt催化剂凭借良好的低温性能在工程实际中应用较多，Krocher等[3]研究发现，Pt质量分数为2.5%的Pt-Al2O3催化剂在350 ℃时对NO转化效率达到38%。Pt催化剂可将NO氧化成NO2，有助于DPF的被动再生；可以氧化后喷燃油的未燃部分，产生大量热量，使DPF实现主动再生。

SCR装置主要由尿素喷射系统和选择性催化还原剂装置2部分组成。SCR由发动机电子控制模块控制加料泵，将尿素质量分数为32.5%的尿素水溶液准确喷射到发动机排气尾管内部，尿素受热分解成NH3和CO2，NH3在催化剂作用下与NO、NO2反应，将其还原为N2和H2O[4-7]。此过程主要有尿素的水解反应和NH3与NOx的选择催化还原反应。

尿素的水解反应：

(1)

NH3和NOx的选择催化还原反应：

(2)

(3)

(4)

在柴油机NOx尾气中，NO与NO2的体积比例超过9:1时，化学反应主要以式(2)为主[8-9]。

SCR催化剂直接影响SCR系统性能。常见的SCR催化剂有钒基催化剂、铜基分子筛催化剂及铁基分子筛催化剂。相比于钒基催化剂及铁基分子筛催化剂，铜基分子筛催化剂低温性能明显更好。……