车用钒基SCR催化器性能试验的研究.pdfVIP

中国内燃机学会燃烧节能净化分会2009年学术年会 CSICE2009-101 车用钒基SCR催化器性能试验研究 陶泽民 王延昭 禚爰红 温芹 周 健 （广西玉柴机器股份有限公司工程研究院， 玉林 537005） 摘要： 本文研究了钒基SCR催化器的稳态和动态反应特性，使用发动机排放试验台对催化器转化效 率的影响因素和氨存储、释放特性等方面进行了研究。发现催化器的稳态和动态转化效率与温度、尿素喷 射化学当量、氨存储量和空速存在既定关系，氨的存储量与温度和空速也存在着规律性的关系。另外本文 对催化器中氨的存储和释放过程作了详细描述。 关键词：柴油机 后处理 SCR催化器 特性研究 随着国内经济的迅猛发展，汽车业迎来 2NO +O +4NH -3N +6H O 2 2 3 2 2 了蓬勃增长的又一个春天。为了保护环境， 选择性催化还原器是该技术的核心部件，它 进行可持续发展，汽车排放排放法规不断加 的性能影响到整个后处理系统的转化效率、 严，2008 年7 月1 日，中国全面实行国三排 体积、成本、控制策略和可靠性。所以在 放法规，2008 年1 月1 日，北京率先施行国 SCR 技术的研究过程中，要对催化器的性能 Ⅳ排放法规，营造绿色奥运。 选择性还原 进行仔细研究，催化器的特性研究是整个后 SCR 技术由于其使用油耗低、油品适应性 处理系统集成工作和电控装置标定的重点。 强、产品平台继承性好等优点从而成为北京 柴油国Ⅳ动力的首选降排技术路线。以后有 1.试验装置研究对象 可能全国采用该技术。 1.1 研究对象 SCR 技术路线是首先通过优化缸内燃 目前国际上使用的催化器主要有 烧机和降低机油消耗等机内净化技术解决 V2O5/WO3(MoO3)/TiO2 等含钒和金属基沸 柴油机的颗粒排放问题，然后在采用 SCR 后处理装置来降低发动机 NOx 排放。由于 燃烧开发过程中碳烟和 NOx 排放这两个互 相矛盾的因素存在相互折中的关系，而常规 燃烧碳烟和油耗的“利益”又是一致的，所 以采用 SCR 技术可以充分发挥柴油机低油 耗的优势。工作原理是将还原剂喷入排气 管，遇高温分解成氨气，排气中的氮氧化合 物在催化器的作用下与还原剂氨气被还原 图1 催化器结构示意图 成氮气和水，SCR 系统目前采用的还原剂是 尿素。尿素 NH CONH 加 H O 后在高温 石催化剂。沸石催化器有着出色的低温特性 2 2 2 下分解成成 NH 和CO ： 和高空速下转化效率高的特点，钒基催化剂 3 2 NH CONH + H O - 2 NH + CO 由于国际上公认的高转化活性和一定的抗 2 2 2 3 2 NH3 和排气中的NO 和NO2 反应产生 SO2 中毒的能力成为目前常用的催化剂。但 氮气和水： 由于其对HC 敏感和依赖一定的NO /NO 比 2 NO+NO +2NH -2N + 3H O 率所以必须和DOC 联用，这样就造成系统 2 3 2 2 4NO+O +4NH -4N +6H O 造价高、对硫敏感的问题。目前沸石催化器 2 3 2 2 作者简介：陶泽民（1972——）