柴油車SCR系統(tǒng)部分介紹4

SCR控制技術(shù)部分概述20150924當(dāng)前1頁，總共24頁。目錄SCR系統(tǒng)工作及工作原理影響NOx轉(zhuǎn)化率的原因NOx傳感器當(dāng)前2頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理尿素供給單元（SupplyModule）

—尿素供給泵

—尿素箱及尿素箱加熱及液位總成

—尿素管

尿素噴射單元（DosingModule）

—尿素噴射閥及墊片

—冷卻水管

控制單元

—傳感器，包括環(huán)境溫度及尿素箱溫度傳感器、液位傳感器、氮氧傳感器等

—尿素噴射控制單元(DosingControlUnit，簡稱DCU)

—執(zhí)行器，包括加熱繼電器，尿素箱電磁閥等

選擇性催化還原系統(tǒng)催化器箱

—選擇性催化還原系統(tǒng)催化器

—消音器當(dāng)前3頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理SCR催化器后氧化催化器前氧化催化器空氣供給裝置AdBlue供給裝置SCR控制單元當(dāng)前4頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——實(shí)物模擬當(dāng)前5頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——催化轉(zhuǎn)化器箱式桶式廢氣出口廢氣入口廢氣出口廢氣入口外形尺寸577mm×396mm×550mm，1208010-D796催化轉(zhuǎn)化器，適用于牽引車

適用于載貨汽車的有：1208010-1021催化轉(zhuǎn)化器，D281×1035mm1208010-864催化轉(zhuǎn)化器，D281×883mm適用于客車匹配的：1208010-882催化轉(zhuǎn)化器，D281×950mm1208010-874催化轉(zhuǎn)化器，D281×797mm

當(dāng)前6頁，總共24頁。

SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理123當(dāng)前7頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——催化轉(zhuǎn)化器CAT1加速尿素水解，更多地釋放大量氨氣;CAT2表面發(fā)生的SCR反應(yīng)使NOx加速還原，將尾氣中的NOx去除;備用CAT將反應(yīng)中多余的NH3氧化，防止因催化劑吸附力下降引起的氨泄露問題。

催化轉(zhuǎn)化器中催化劑：當(dāng)前8頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——催化轉(zhuǎn)化器(模擬)FIire軟件，某大功率柴油機(jī)氧化催化劑CAT1SCR催化劑CAT2備用氧化催化劑CAT直徑mm262262262長度mm149.8149.873.6體積L8.078.073.97面網(wǎng)格數(shù)960960320體網(wǎng)格數(shù)220022002200《柴油機(jī)SCR系統(tǒng)NOx催化還原反應(yīng)的模擬研究》--陳凌珊，201208

當(dāng)前9頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——催化轉(zhuǎn)化器（實(shí)例）以V2O3/WO3/TiO2波紋型NOx-SCR催化劑為例，溶劑是16.6L，孔密度是40孔/cm2,壁厚是0.06mm，涂層厚度是0.15mm,孔隙率是0.595.（整體式蜂窩載體）當(dāng)前10頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——催化轉(zhuǎn)化器氧化催化轉(zhuǎn)化器(DOC)是通過催化氧化反應(yīng),同時降低尾氣中的CO、HC和顆粒物污染物的排氣凈化裝置?？梢蕴岣逳H3-SCR反應(yīng)中NO2

的比例.但如果NO2

比例過高,多余的NO2

需要單獨(dú)與NH3

反應(yīng)進(jìn)行消耗。由于反應(yīng)(6)的反應(yīng)速率比標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)(4)慢,因此在實(shí)際應(yīng)用中需控制DOC轉(zhuǎn)化NO為NO2

的比例低于50%.當(dāng)前11頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

——催化轉(zhuǎn)化器當(dāng)前12頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素2.1溫度的影響（考察不同的催化劑）V2O5/TiO2型催化劑的活性溫度窗口(260~425℃)當(dāng)前13頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素溫度越高，SCR反應(yīng)速度越快，反應(yīng)所需時間越短。轉(zhuǎn)化效率80%，所需時間：

350℃，0.04s。

300℃，0.08s。250℃，0.2s。

200℃，0.7s。

在實(shí)際情況中，排氣流速較快，一般都在20m/s左右，而催化器長度一般不會超過1m，因此低溫(250℃)時，催化器的轉(zhuǎn)化效率很難保持在較高水平。2.1溫度的影響（考察轉(zhuǎn)化時間）當(dāng)前14頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素2.1溫度的影響（考察副反應(yīng)）V2O5/TiO2型催化劑的活性溫度窗口(260~425℃)當(dāng)前15頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素2.2氣體空速的影響（單位時間單位體積催化劑處理的氣體量）

NOx的轉(zhuǎn)化效率隨接觸時間的增加而增加。

當(dāng)前16頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素2.2氣體空速的影響柴油機(jī)排氣溫度高于350℃時，空速對轉(zhuǎn)化效率影響不大，但排氣溫度低于此溫度時，空速對SCR催化器轉(zhuǎn)化效率有較大影響。因此柴油機(jī)在低溫工作時，應(yīng)增大催化器體積來減小NOx的排放，多噴尿素意義不大，反而會帶來氨氣的泄漏。

當(dāng)前17頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素尿素噴射太少，會導(dǎo)致反應(yīng)不充分，轉(zhuǎn)

化效率太低。噴射太多，會導(dǎo)致NH3進(jìn)入大氣，造成污染。所以，把NH3滑失控制在5-10x10-6時的NH3／NOx比例是最合適的。

2.3尿素噴射量對NOx轉(zhuǎn)化效率的影響當(dāng)前18頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)控制策略

——影響NOx轉(zhuǎn)化效率的因素1.溫度：V2O5/TiO2型催化劑具備較寬的活性溫度窗口(260~425℃)和優(yōu)異的耐硫性能，已廣泛應(yīng)用于機(jī)動車SCR系統(tǒng)中。2.空速：NOx的轉(zhuǎn)化效率隨接觸時間的增加而增加。增大SCR催化轉(zhuǎn)化器容積(一般增大SCR轉(zhuǎn)化器長度)可以降低空速,增加反應(yīng)時間,提高NOx轉(zhuǎn)化率,減少NOx和NH3排放,但轉(zhuǎn)化器太長,容易導(dǎo)致排氣背壓過高,影響燃燒效率和排放,因此需要綜合考

慮、優(yōu)化匹配。3.尿素噴射量：尿素噴射太少，會導(dǎo)致反應(yīng)不充分，轉(zhuǎn)化效率太低。噴射太多，會導(dǎo)致NH3進(jìn)入大氣，造成污染。所以，把NH3滑失控制在5-10x10-6時的NH3／NOx比例是最合適的。

當(dāng)前19頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)上的NOx傳感器化學(xué)傳感器的類型：聲表面波NOx化學(xué)傳感器NOx光纖化學(xué)傳感器半導(dǎo)體NOx化學(xué)傳感器NOx電化學(xué)傳感器電位型電流型（氧化鋯ZiO2）電阻性當(dāng)前20頁，總共24頁。

SCR系統(tǒng)上的NOx傳感器Operatingtemperaturerange當(dāng)前21頁，總共24頁。SCR系統(tǒng)上的NOx傳感器

--測量原理（1）氧氣泵（ZrO2）氧氣泵（ZrO2）氧氣泵（ZrO2）O2someppmHC，CO,H2

被氧化在Pt材料上O210-3ppm

NO1/2N2+1/2O2主泵附加泵測量泵第一測量室第二測量室氧氣被泵出進(jìn)/出（富氧/缺氧）氧氣進(jìn)一步被泵出被泵出氧氣的量與NOx含量成比例在第一測量室內(nèi)尾氣中的氧氣被泵出同時在鉑金材料上HC,CO,H2

被氧化。第二測量室中，NOx在催化材料上還原同時釋放出O2。測量第二測量室產(chǎn)生O2的量就代表了NOx含量。