重型柴油机SCR后处理技术工作原理
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用1. 引言1.1 SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用是一种先进的尾气净化技术，可以有效降低柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）排放。
SCR技术通过在尾气中加入尿素溶液，利用催化剂将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现尾气的净化。
SCR技术在柴油机尾气后处理中发挥着至关重要的作用，不仅能够满足环保法规对尾气排放的要求，还可以提高柴油机的燃烧效率和性能。
在现代柴油机尾气净化领域，SCR技术已经被广泛应用。
无论是商用车辆、工程机械还是发电设备，都可以通过装配SCR系统来实现尾气排放的降低。
尤其是在需要高效、长时间运行和高负荷工作的柴油机领域，SCR技术更是不可或缺的一项技术。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用具有显著的环保和经济效益，可以有效减少有害气体排放，提高柴油机的燃烧效率，并延长柴油机的使用寿命。
随着环保法规的不断加强和科技水平的不断提升，SCR技术在柴油机尾气后处理领域的应用前景将会更加广阔。
2. 正文2.1 介绍SCR技术的原理和工作机制SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是一种用于降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的成熟技术。
其原理是通过在尾气中喷射尿素水溶液（也称为尿素溶液）或氨气，并将其与尾气中的NOx化合物在SCR催化剂上发生化学反应，将NOx还原成无害的氮气和水蒸气。
SCR技术的工作机制可以分为两个主要步骤：尿素水溶液或氨气在SCR催化剂上催化分解，生成氨气（NH3）；生成的氨气与尾气中的NOx在SCR催化剂上发生化学反应，将NOx转化为氮气和水蒸气。
反应的整个过程在SCR催化剂的加速作用下进行，从而有效降低柴油机尾气中的NOx排放。
SCR技术的原理和工作机制既简单又高效，是目前公认最有效的降低柴油机尾气NOx排放的方法之一。
通过合理设计SCR系统，可以实现高效净化尾气，保护环境同时确保柴油机性能和燃油经济性。
scr系统的工作原理及注意事项
scr系统的工作原理及注意事项scr系统的工作原理及注意事项SCR(Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原)系统的工作原理1、SCR技术原理分析：在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括：尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发、尿素（氨气和尿素化学反应的产物）的水解和热解气相化学反应以及NOx在催化剂表面与NH3发生的催化表面化学反应。
其主要化学方程式如下：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O理想状况下反应的产物主要是无毒无害的氮气和水。
（1）目前在废气中处理NOx采用的是SCR处理技术，即：利用尿素溶液（水溶液浓度为32.5%±0.5%），在排气中喷入尿素、氨水等还原性物质，将NOx（主要是NO）还原为N2和H2O。
它无毒、洁净、无气味、不易着火、无爆炸危险，但有腐蚀性，必须使用特殊的容器储存。
（2）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。
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。
（3）使用SCR后不但要增加SCR本身装置的重量，另外还要增加一个尿素溶液箱和尿素溶液。
汽车会损失一部分的有效载荷。
（4）SCR作为一个新的后处理技术，因购置、操作和保养费用高、需要加一套较为复杂的调节还原剂喷射量的控制系统等等原因，在车用柴油机上还没有得到大范围的推广。
（5）必须保证行驶区域内对尿素需求的供应，需要车载诊断，并需要自觉及时地加尿素。
（6）一水合氨易挥发出氨气，随温度升高和放置时间延长而增加挥发率NH3·H2O=NH3↑+H2O在较高排气温度下不能够形成对金属进行腐蚀的NH3·H2O（7）腐蚀性一水合氨有一定的腐蚀作用。
对铜的腐蚀比较强，钢铁比较差，对水泥腐蚀不大。
潍柴国四柴油机SCR技术介绍PPT课件
03
潍柴国四柴油机SCR技术特点
高效SCR催化器
01
02
03
高转化效率
潍柴国四柴油机的SCR催 化器采用了高效催化剂， 确保更快速和更完全的 NOx转化。
耐久性强
经过精心设计和材料选择， SCR催化器具有较长的使 用寿命，减少了维修和更 换的频率。
适应多种工况
无论是在冷启动、热启动 还是高排放工况下，SCR 催化器都能保持良好的性 能。SC Nhomakorabea技术优势
SCR技术具有较高的氮氧化物转化效率，同时对燃油消耗 和发动机动力输出影响较小，是目前降低柴油机尾气中氮 氧化物排放的重要手段之一。
SCR技术应用情况
潍柴国四柴油机已经成功应用SCR技术，并实现了较低的 氮氧化物排放，符合国家排放标准要求，为我国柴油机减 排做出了积极贡献。
对未来发展的展望
精确的尿素喷射系统
精确控制
通过先进的传感器和控制系统，尿素 喷射量得到精确控制，确保与柴油机 排放的NOx完全反应。
防止结晶
易于维护
尿素喷射系统设计简洁，方便日常维 护和清洁。
系统具备防止尿素结晶的功能，确保 尿素喷射系统的可靠性和稳定性。
智能控制策略
实时监测与调整
潍柴国四柴油机的智能控制系统 能够实时监测发动机工况和排放，
根据需要自动调整尿素喷射量和 发动机运行参数。
故障诊断与预防
系统具备故障诊断功能，能够提前 预警潜在问题，提高发动机的可靠 性。
节能与优化
通过智能控制策略，发动机在保证 低排放的同时，也实现了燃油消耗 的优化，提高了经济性。
04
SCR技术在潍柴国四柴油机中的应用
案例
应用场景和效果
国V SCR后处理系统工作原理及典型故障分析
国V SCR后处理系统工作原理及典型故障分析国V SCR后处理系统工作原理及典型故障分析国V SCR后处理系统是一种用于减少柴油发动机排放物的技术，它通过让废气经过一系列处理设备来将废气中的氮氧化物(NOx)转化为氮气和水。
这就是SCR技术（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原技术）的基本工作原理。
SCR技术的基本工作原理是将尿素水溶液（俗称尿素），喷入废气管路中，让它与反应催化剂在高温下快速反应，以将NOx转化为氮气和水。
尿素水溶液通过一个名为尿素泵的设备被压送到催化还原反应器中，以满足反应需要的尿素和NOx的摩尔比是1:1. 尿素水溶液通过一个名为尿素喷嘴的设备喷入尿素泵，然后通过气喷嘴与进口废气混合。
催化还原反应器内的催化剂将NOx转化为氮气和水，从而减少了废气中的这种有害物质的排放。
然而，国V SCR后处理系统可能存在一些典型故障，该系统的故障通常主要源于以下几个方面。
1. 尿素水溶液质量问题尿素水溶液的质量是国V SCR后处理系统稳定运行的核心，尿素水溶液的质量应保证在2.3%到3.5%。
如果尿素水溶液质量不合格，就会影响国V SCR后处理系统的性能。
在使用和存储尿素水溶液的过程中，应注意控制环境温度和湿度，保证尿素水溶液不会变质。
2. 尿素喷嘴堵塞在长时间运行后，国V SCR后处理系统的喷嘴可能会因为化学物质的沉积而被堵塞。
喷嘴堵塞会影响尿素水溶液的喷射量，导致NOx转化率下降。
预防喷嘴堵塞的方法是按规定更换尿素水溶液，定期清洗喷嘴。
3. 负载周期不足国V SCR后处理系统的负载周期通常是3000公里，如果负载周期不足，可能会导致尿素储罐内的尿素水溶液结晶和沉淀，降低SCR系统的性能，或者导致尿素泵出现断电或运转不正常的情况。
为避免负载周期不足，应按规定及时进行维护和检修，保证SCR系统的正常运行。
总之，国V SCR后处理系统是一种先进的柴油发动机排放控制技术。
关于柴油机scr 技术基本原理及常见问题探讨
关于柴油机scr 技术根本原理及常见问题探讨1.1 scr技术的反响机理Scr又称选择性催化复原系统，是用来控制柴油机排放后的处理的装置，其主要是将尿素溶液喷射到柴油机排气管中，在高温条件下产生热解水反响，生成具有复原性质的，在催化剂催化复原作用下与排气中的发生反响生成和，其化学反映过程如下：(1)热解水反响：(2)与的催化复原反响：1.2 scr系统构成scr系统主要由尿素溶液添蓝罐、催化消声器、计量喷射泵、喷嘴及相关电控管路等构成。
计量喷射泵是用来为尿素溶液输送到喷嘴而提供动力;催化消声器是催化氮氧化合物的复原反响，防止出现氨气泄漏的问题;喷嘴那么是将输送来的尿素与空气混合物顺流喷入排气管，使尿素溶液雾化，以提升催化剂的转化效率。
2.1 氧气对催化复原反响的影响在汽车柴油发动机的尾气成分中，主要是氮氧化物。
而当废气中不含有氧气时，只发生与的反响。
实验说明，在保持一定温度及水蒸气存在的情况中，无氧时scr系统转换较慢，但随着氧含量的增加，系统转化率会上升，直到氧含量体积超过8%，继续增加其含量那么不会给系统转化率带来影响。
因此，可以得知，当氧含量到达一定值时，与的反响会被控制，主要是、及的共同反响。
2.2 scr的空速特性对系统转化率的影响通常情况下，柴油机在不同的工况环境下，催化器的空速变化范围较大。
如当scr系统在200～300℃时，scr系统的转化率随空速的增加反而降低，这主要是因为空速大、反响的时间减短，从而导致较多来不及反响。
而当scr系统所处的温度环境到达300℃时，空速大小与转化率根本无关，这是因为在极度高温环境下，催化剂的活性较强，抵消了空速变化带来的不利影响。
2.3 燃油品质对催化复原反响的影响首先，当使用硫含量较高的柴油时，柴油机排放的尾气中就会含有，其在催化剂的作用下，容易被氧化成。
当温度低于250℃，氨气和就会生成，这些物质会对催化剂的活性产生不利影响;其次，在柴油机尾气含有另一个主要成分，即碳烟微粒()，当期堆积在催化器中，会造成排气的不通畅，使得尾气难以与催化剂充分接触和反响，因此需要在催化反响前先通过颗粒捕集器对尾气中的PM进行处理。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是目前处理柴油机尾气中氮氧化物（NOx）的最为先进的技术之一，重汽在生产国Ⅳ柴油机时采用了SCR系统来满足新的排放标准。
SCR系统由催化还原剂和尿素水溶液组成。
催化还原剂是一种重要的催化剂，有助于将NOx转化为分别具有无毒性的氮气和水蒸气，从而降低了柴油机的尾气排放。
尿素水溶液则是用于供给催化剂，其主要成分为尿素和水，当该水溶液进入催化还原剂后可以在特定温度下分解出氨气，从而促进了催化剂的反应。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的工作原理是：柴油机燃烧后产生的NOx进入SCR装置，在催化剂的作用下，NOx与尿素水溶液中的氨气发生反应，生成无害的氮氧化物和水。
而且由于这个催化过程中需要的温度相对较高，通常需要通过柴油机的废气再加热，实现SCR系统催化反应。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的特点是可靠性高，具有良好的效果。
首先，SCR催化剂的制作工艺的加工精度高，耐用程度高，这可以获得一个很好的性能；其次，通过选择适合的尿素水溶液，催化剂的反应速度和效率可以得到很好的提升，使柴油机的尾气排放符合国家的新环保标准，发挥出优秀的功效；此外，SCR系统结构简单，不增加额外成本，相比其他类似技术，SCR装置具有出色的代价效益。
总的来说，重汽国Ⅳ柴油机的SCR系统是一种技术先进、可靠性高、能够成功降低柴油机尾气污染的环保技术。
它成功地解决了NOx排放问题，，有效地减少了对环境的污染，为人们的健康和生活环境提供了承诺。
以下是重汽国Ⅳ柴油机SCR系统相关的数据：1. 重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的氮氧化物（NOx）排放量要求：在负载不超过100%的重量情况下，排放量不超过3.5g/kWh；在负载超过100%但不超过110%的情况下，排放量不超过4.5g/kWh。
2. 重汽国Ⅳ柴油机SCR系统使用的尿素水溶液的成分：尿素占比32.5%，水占比67.5%。
柴油机SCR后处理系统原理及常见故障
２．１ 系统传感器发生故障 ＳＣＲ 系统中除了 尿 素 计 量 泵 内 的 传 感 器 外，还 有 催
化器上、下 游温度传感器，液位传感器以及 ＮＯｘ 传感器。 一般来说，造成传感器故障的 原 因 有 三 个：传 感 器 的 电 路 发生开路或短路 而 出 现 故 障；传 感 器 的 检 测 值 大 于 量 程 而造成传感器失 效；根 据 柴 油 机 实 际 信 息 而 出 现 的 传 感 器信号合理性 故 障。 在 实 际 工 作 中，各 类 型 传 感 器 的 量 程都是确定的，一 旦 检 测 发 现 传 感 器 输 出 的 信 号 不 在 确 定的量程范围内，则 系 统 控 制 器 就 会 判 断 出 传 感 器 发 生 了超量程故障。 当 传 感 器 的 电 路 连 接 没 有 问 题 时，如 果 传感器的输出值 是 在 标 定 值 的 合 理 范 围 内，但 是 根 据 柴 油机实际的 运 行 情 况 以 及 其 他 传 感 器 输 出 的 信 号 值 确 定，传感器的输出值在实际情 况 中 是 错 误 的，那 么 就 说 明 传感器出 现 了 信 号 合 理 性 故 障。 一 旦 检 测 到 Ａ／Ｄ 转 换 传 感 器 的 电 压 信 号 处 于 ０Ｖ，系 统 控 制 器 就 可 以 判 断 传 感 器电路发生了短路的故障；而当 期 电 压 信 号 在 ５Ｖ 时，则 系统控制器可以判断传感器电路发生了开路故障。
１ 柴油机ＳＣＲ 后处理系统工作原理
选 择 性 催 化 还 原 （Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ， ＳＣＲ）是指通 过 催 化 剂 作 用，利 用 液 氮、尿 素 等 还 原 剂 与 环境中的 ＮＯｘ 发生反应，进而 将 其 分 解 成 氮 气 和 水。 在 柴油 机 ＳＣＲ 后 处 理 系 统 中，主 要 构 成 部 分 有 ＳＣＲ 催 化 器、控制器、尿素计量泵、添 蓝 罐、温 度 传 感 器 （在 ＳＣＲ 催 化器前后分为 上 游 温 度 传 感 器、下 游 温 度 传 感 器）、ＮＯｘ 传 感 器 、喷 嘴 以 及 一 些 管 路 和 束 线 等 。
尿素后处理工作原理
尿素后处理工作原理
尿素后处理是一种车辆尾气排放控制技术，可以有效降低柴油车辆尾气中的氮氧化物（NOx）排放量。
其工作原理如下：
1. 尿素喷射：汽车尾气中的NOx在经过柴油气化催化器后进
入尿素选择性催化还原装置（SCR）。
在SCR中，车辆通过
一个叫做尿素喷射器的装置将尿素溶液（尿素与水的混合物）喷射到尾气管中。
2. 尿素分解：喷射进入尾气管中的尿素溶液会在高温条件下迅速分解为氨气（NH3）和二氧化碳（CO2）。
3. 氨气与NOx反应：在SCR催化剂上，氨气与尾气中的NOx 发生反应。
SCR催化剂通常包含一种负载在陶瓷或金属蜂窝
结构上的催化剂，该催化剂能够促进氨气和NOx之间的选择
性催化还原反应。
在反应过程中，NOx会被还原为氮气（N2）和水蒸气（H2O），从而降低尾气中的NOx排放。
4.氮气和水蒸气排放：经过SCR后，尾气中的NOx已经被还
原为无害的氮气和水蒸气，这些产物将随着尾气一起排放到大气中。
尿素后处理技术通过将尿素溶液喷射到尾气管中并利用SCR
催化剂促进氨气与NOx的选择性催化还原反应，可以有效降
低柴油车辆的尾气中的NOx排放量，从而减少对环境的污染。
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SCR系统的影响因素
4 H2O的影响 对于大多数SCR 催化剂, 低温时H2O的存在降低催
化剂的活性, 而在较高温度时H2O 基本不影响 NOx 转化率, 此温度随着催化剂的不同而不同。 对于催化剂V2O5 /T iO2 而言, 反应温度低于350( 时,由于活性位上H2O与反应物(NH3 或NO )之间 存在竞争吸附, H2O 会对催化剂SCR 活性产生抑 制作用; 较高温度时H2O 的含量几乎不影响NOx 转化率
目前，国内外专家普遍认为通过燃烧优化等机内控制措施很难满足欧Ⅳ 欧Ⅴ 排放法规的要求 高效的排气后处理技术 SCR以它较高的燃油经济性 对油品要 求较低的性质被公认为最具有潜力的技术之一以尿素溶液作为还原剂具有技术 成熟 催化剂稳定 NOx转化效率高等优点，因此得到了最广泛的应用
SCR技术工作原理
排气温度传感器
Thank You!
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SCR系统的工作原理
标准SCR反应 ❖柴油机的NOx 排放中NO 占90 % 以上, N H3 —
SCR 催化还原反应主要反应如下:
4N H3 + 4NO + O2 =4N2 + 6H2O ❖反应被称为标准SCR 反应,该反应是N H3 催化还
原NOx的主要反应,在温度300 ℃～400 ℃时有较 高的反应效率,但在温度较低时( 250 ℃,如柴油机 冷起动) NOx转化效率较低,故需要寻求一种能够 在柴油机排气温度较低时仍能保持较高NOx 转化 效率的方法。
SCR系统的影响因素
3 PM及粉尘的影响 柴油机排气中的另一个主要污染成分就是PM。如 果过多的PM 堆积在催化器中就会增加排气阻力, 使排气不畅通, 排气不能充分与催化剂接触, SCR 催化装置的效率将会大大降低。在SCR 装置进行 催化还原反应前先让排气通过颗粒捕集器,既可以 降低柴油机PM 的排放, 同时也解决了SCR中PM 的影响
柴油机SCR系统的概述
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SCR技术应用的背景
全球化石燃料的短缺及 CO2 减排压力的增加，柴油机以它载重量大 比 油耗低 热效率高等优点得到了越来越广泛的应用 但柴油机排放的氮氧 化物（NOx ）和微粒（PM ）也对人们的生活环境产生的严重的危害 各国纷纷出台了排放法规，大幅度减少机动车的排放 NOx.
SCR系统的构成
SCR系统的组成
SCR系统的构成
SCR系统的组成尿素罐Fra bibliotek尿素泵
SCR系统的组成
尿素喷嘴
SCR系统的组成
催化器
SCR系统的组成
氮氧化物传感器
国内外研究现状
SCR技术的影响因素
5 SO2 的影响 对于V2O5 /T iO2 活性炭催化剂, 在V2O5 负载率 较低时, SO2 对催化剂活性具有明显促进作用, 而 在较高负载率时, 促进作用消失; 在低温条件,SO2 对催化剂有毒化作用, 从而抑制SCR 反应, 而在高 温条件下却能促进SCR反应, 提高NOx 转化率。
快速SCR 反应 ❖当增加NOx 中NO2 比例时,可以提高低温条件下
N H3 —SCR 对NOx 的转化效率
4N H3 + 2NO + 2NO2 =4N2 + 6H2O ❖该反应可在较低温度下进行。当NO 与NO2 浓度
之比为1 时将会有最佳的NOx催化转化效率。该 反应在低温条件下的反应速率是标准SCR反应的 17 倍,故被称为快速SCR 反应。因此,在SCR 反 应器上游安装预氧化装置将一部分NO 氧化成 NO2 ,可解决低温情况下N H3 —SCR 法NOx转 化效率低的问题。
SCR系统的影响因素
1 温度的影响 SCR 还原反应过程中必须有O2 存在并且有适宜的
温度。温度过高时, NH3 可能自行燃烧而不与 NOx 反应; 温度太低时, 则反应速度可能太慢, 由 此产生的冷凝还将损坏催化剂。
2 柴油品质的影响 柴油品质的好坏也间接影响了SCR 的工作效能。柴
油中的硫含量将会使装置里的催化剂中毒,将使 SCR 的工作效率大大降低。所以, 燃油品质的提 高与SCR的广泛使用有着密切的联系。