车用柴油机选择性催化还原技术研究进展.pdfVIP

第32卷第12期 弘砣尉：籼数求 V．oI．32No．12 2009年12月 En、riro姗entalScienceTechnology Dec．2009 车用柴油机选择性催化还原技术研究进展 楼狄明， 张正兴， 谭丕强， 马滨 同济大学汽车学院，上海201804 摘要：选择性催化还原技术 scR 是目前唯一可以同时改善柴油机排放和燃油经济性的氮氧化物 N0 【 净化技术，而以№作为 理，介绍了温度对scR反应的影响；列举了典型scR系统的主要部件并介绍了各部分的功能，以及法规中对车用尿素水溶液 A曲h地 主 要指标的规定；总结了目前应用较多的开环、闭环两种控制策略的工作流程及特点，并且分析了各自的优缺点；在柴油机后处理系统集成 的角度对scR与颗粒捕集器 DPF 的两种整合方案进行了分析。对比了两种方案的优缺点；最后分析了scR技术目前存在的几个问题。 关键词：柴油机；氮氧化物；选择性催化还原；控制策略 中图分类号：x734．2文献标志码：A doi：lo．3969／j．is鼢．1003-6504．2009．12．023 ofReseaurchonSelecdve Reduction Progress Cataly廿c Tecllllology forVehicleDiesel Engine LoU ZHU订呵G Bin Di—nling， Zheng—xing，TANPi—却ang，MA ofAu幻啪cive conegc En西∞舐ngTon舀iU匝v锄ity，Sh锄g Iai， lli艄 of me IIl廿lis chelllicalreactionmectlaIlismSelecdve Reducdontcchnol brightestfb僧目『0und paper，the Cataly缸c 0_gyw勰exp撕如d’ 0f of and 弱me AdBl∞：as啪mariz痂n closedco曲fol ttle specific撕ons openloop 100p s缸atcgiesw勰made，andadvantag鹤and were把feITed柚dcontrasted：finally，吐1eprobl锄swhichb10ckmcpopul撕zati伽ofSCRwasputfonⅣ甜 Reduction：c叩Ⅱol Keywords：dic∞l：N0 ：Selective Catal如c s们嘲；y NOx是柴油机尾气中的主要有害物质，而选择性 催化还原 scR 是被普遍认为将得到推广以满足国高的选择性，并且二者反应要求的温度约为200℃以 Ⅳ和国V重型柴油机排放标准的No。净化技术【l】。随 上，柴油机的排气温度为一般工况下都在300℃一 着能源危机逐渐加重，排放法规日益严苛，节能减排 500℃，因此NH3是理想的还原剂。 的呼声越来越高，并逐渐成为大势所趋。由于scR技 对于NH。一SCR，在Nox还原过程中主要发生以 术具有在降低N魄排放的同时还可以降低油耗的优 下几个反应： 1 4NH舭No+02『_◆4N2+6H20 势，ACEA 欧洲汽车制造商协会 2003年发表报告认 2 为，SCR技术是目前唯一可以同时改善柴油机废气排 4NH一2NO+2N02．—— 4N舶H20 放和燃油经济性的技术闭。 6NOf国NH厂— 7N一12H20 3 4Ⅻ3+30f—+2Nf佑H20 4 l NH广SCR反应机理 1．1 N魄还原反应机理 理，在一般燃烧温度条件下，柴油机排气中NOx主要以 柴油机尾气是多种气体组分组成的混合气，Nox 仅是其中一种，因此必须使用具有选择性的还原剂用 般在9：1以上。因此，若不对柴油机尾气中NO、N02比 于NOx的净化。在富氧，一定的催化剂和温度条件下， 率进行调节，SCR催化器中主要发生标准scR反应。 收稿日期：200踮10-23；修回2008-12一ll 基金项目：上海市科技攻关计划项目 0座机电话号码 作者简介：楼狄明 1963一 ，男，教授，主要研究方向为柴油机现代设计技术、柴油机后处理等， 电子信箱 lolldiming@hotInail．伽。 万方数据 104 弘诧尉鹳敢求 第32卷 反应 2 称为快速SCR反应。研究表明，此反应传热，既要有高传热速率也要有足够长的时间。因此 可以在较低温度下进行，并且在较低温度下的反应速 在排气温度较低时，热解反应的程度较低，研究发现 率是标准SCR反应的17倍13】。提高No 中N02的比 例可以使ScR在较低温度下发生快速scR反应，有有50％的尿素可以发生热解，热解反应不彻底对Nox 利于提高NOx转化率，尤其在低排温工况下更加有 还原率的影响目前尚不明