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车用尿素在SCR系统中的作用讲解

  车用尿素作为重型柴油车实现国四排放至关重要的一环,其作用是为了减少氮氧化合物排放。了解一下车用尿素在SCR系统中的作用。

  目前我国重型柴油机升级国四的主流路线是SCR路线,即使用选择性催化还原技术。其运行过程,大致是尾气从涡轮出来后进入排气管,排气管上安装有尿素计量喷射装置,喷入尿素水溶液,尿素溶液和尾气中的氮氧化合物在SCR反应罐中发生氧化还原反应,生成氮气和水排出。

  柴油机排放的氮氧化物中NO含量通常占85%~95%,因此在NOX的催化还原反应中化学方程式3是最主要的反映,但是化学方程式4的反应优先级比3高,废气中的NO2和一部分NO能够通过化学方程式4快速被消除。经过化学方程式3和4的反应,大部分的NOX被转化为无害的N2和H2O。

  需要知道的是,发生选择性催化还原的直接还原剂是NH3而不是尿素。Urea-SCR的中间产物HNCO(异氰酸)比较稳定,只有高温(300-500℃)下在催化剂的作用下才能够进一步水解产生NH3。SCR催化器是SCR还原技术的核心,而SCR催化剂又是SCR催化器的核心之一,因此催化剂对整个SCR系统至关重要。

  关于车用尿素溶液在催化还原反应中的控制是非常精细化一个过程。SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制,尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配,在保证降低NOx的同时,不能超过份量。尿素的喷入量过少,则达不到应有的处理水平,尿素的喷入量过多,则会使多余的氨气排入大气,导致新的污染。所以,必须有高灵敏度的NOx浓度传感器以及相应的高精度尿素喷射装置。



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