浅谈柴油车SSCR技术的应用

SCR(选择性催化还原)技术是降低柴油车NOx排放的重要途径。以尿素水溶液作为还原剂的SCR技术已经较为成熟并泛应用,但仍存在一些技术缺陷,导致其在目前使用以及应对更严格的排放法规方面具有一定的局限性。SSCR(固体SCR)技术将氨气还原剂以固态型式存储,可以有效弥补传统SCR的技术缺陷。本研究对SSCR技术进行简要分析和探讨,对SSCR技术的推广应用具有一定参考意义。     

柴油机固态SCR系统铵盐热分解特性与结晶规律的研究

针对现有选择性催化还原(SCR)系统使用的尿素水溶液在柴油机低速小负荷时的低排气温度下难以热解而产生氨气,和容易生成沉淀物而堵塞管道,降低NOx转换率等问题,本文中对固态SCR(SSCR)系统的两种可选铵盐还原剂(碳酸铵和氨基甲酸铵)进行研究。首先,氨气含量理论分析和热重试验结果表明,碳酸铵和氨基甲酸铵单位质量分解所能获得的氨气。分别为尿素水溶液的1.92和2.37倍,温度90℃(大大低于柴油机低速小负荷下的排气温度150℃)下,两种铵盐都能在8min内完全分解。接着分解平衡压和再结晶试验结果显示,在柴油机冷却液和机油的正常工作温度范围内,两种铵盐都能为喷射系统提供较高的喷射压力,也都不会发生再结晶。说明氨基甲酸铵和碳酸铵均满足作为SSCR系统还原剂的要求,其中氨基甲酸铵的综合性能略胜一筹。最后,利用等温法和积分法计算了氨基甲酸铵和碳酸铵的分解动力学参数,包括分解反应级数、活化能和表观指前因子,为SSCR氨气生成和供给系统的设计提供理论依据。     

车用固体铵SCR系统研究进展

为解决实际车用Urea-SCR系统低温NOx转化效率低和尿素结晶等弊端,国内外一些学者开始研究固体铵SCR系统以改善SCR系统的特性。本文对比分析了SCR系统氨气前驱体分别为32.5%尿素水溶液和固体铵盐的优劣。阐明了固体铵SCR系统的反应原理,及在排放法规日益严格的社会背景下,该技术在降低柴油汽车尾气NOX排放的优势。并详细介绍了车用固体铵氨气直喷SCR尾气后处理技术的国内外研究进展及其应用情况。最后对固体铵SCR系统的深入研究提出了建议。     

AdBlue--柴油机专用尿素还原剂

专家长期研究的结果表明,在纯氨、氮基甲酸铵和尿素溶液(AdBlue)中,尿素溶液是最容易转换的,因此最后规定32.5%的尿素水溶液为SCR系统的还原剂。目前SCR系统中的尿素计量系统已经成熟,加注站等后勤设备也已开始建设。为什么要选择32.5%的尿素溶液呢?主要是因为这个浓度时尿素溶     

氨分布对柴油机并联式SCR后处理系统NO_x排放的影响

以国六并联式SCR后处理系统为研究对象,在13 L国六柴油机上,采用速度均匀性和氨分布均匀性仿真计算、两路SCR平均氨浓度分析和氨质量加权百分数仿真计算、氨分布均匀性试验、排放性能试验等方法,对两种仅混合器不同的国六并联式SCR后处理系统NO_x排放进行研究。仿真分析研究表明:两路并联的SCR后处理系统速度均匀性和氨分布均匀性计算值在0.96～0.99之间,单个SCR装置的前端面氨浓度均匀性试验测试结果也在0.98以上,但两路SCR前端面的平均氨浓度相对偏差在5%～17%之间,会导致后处理系统NO_x排放较差;氨浓度试验验证了仿真分析的正确性。排放性能试验表明,两路SCR前端面平均氨浓度偏差较大的后处理系统WHSC排放结果会恶化;可通过氨质量加权百分数相对偏差的仿真计算评估并联式SCR后处理系统催化能力,经试验对比建议计算评价标准设定为5%以内较为合理。     

尿素选择性催化还原系统的催化剂分析技术——还原剂转化过程测试

为了分析尿素选择性催化还原（SCR）转化器中还原剂的转化过程,开发了2种诊断技术:一种用于测量氨（NH3）,另一种用于测量包括未参与反应的尿素和异氰酸在内的还原剂总量。这些技术适用于测量SCR转化器入口及内部的还原剂形态。揭示了尿素→NH3的转化率,以及催化转化器入口的还原剂分布,同时也分析了催化转化器内部的尿素→NH3转化率随时间的变化趋势。     

柴油机SCR后处理控制策略开发与研究

为选择性催化还原技术提出了还原剂喷射的控制策略。它根据原机NOx排放浓度脉谱、排气温度和空速脉谱等计算还原剂的喷射速率。分别通过试验研究了NH3/NOx比值、排气温度和空速对NOx转化率和氨泄漏浓度的影响以及SCR催化剂的氨吸附和脱附特性,并根据研究结果,分别确定稳态和瞬态工况下尿素溶液喷射的控制方案,因而实现了ESC稳态循环和ETC瞬态循环下的控制目标。此外,冷机起动试验表明,该阶段的排气温度低,NOx排放浓度较高,故应采取措施减少低温工况下NOx的排放。     

SCR系统故障引起发动机动力不足的诊断

SCR是Selective（选择性）、Catalytic（催化）、Reduction（还原）的英文缩写,SCR系统是柴油发动机排气后处理技术的一种,其作用是通过NH₃（氨）和NOx（氮氧化物）进行反应,将NOx还原成N_和H₂O,该技术在国Ⅳ和国Ⅴ柴油发动机上应用较多,采用的还原剂是32.5%的尿素溶液（称为"添蓝"）。SCR系统自带排放控制车载诊断系统（图1）,当SCR系统自检到系统故障或发动机排放超标时,将点亮仪表盘上的     

柴油机SCR系统车用尿素喷雾特性仿真与试验研究北大核心

通过建立喷射系统CFD三维仿真模型,研究了柴油机SCR系统在空气辅助雾化条件下尿素喷射的喷雾速度流场、雾化粒径、喷雾形态和贯穿距等变化规律,并通过试验对模型进行了验证;根据喷射模型对SCR系统的喷孔直径等结构参数进行了优化设计,通过发动机ESC,ETC试验对还原剂雾化性能进行试验验证。试验结果表明:采用改进后的柴油机空气辅助喷射还原剂供给系统后,柴油机NOx排放和NH3泄漏等指标均满足国Ⅴ阶段排放法规要求,验证了所采用的喷雾特性仿真优化设计方法有效可行。     

基于多目标遗传算法的SCR系统氨覆盖率优化

基于单状态选择催化还原(SCR)模型,应用多目标遗传算法对SCR系统进行优化。获得了最优氨覆盖率目标值,优化了SCR系统NO_x排放和NH_3泄漏之间的此消彼长(tread-off)的关系,分析了催化器温度、空速和SCR催化器入口NO_x浓度对最优目标氨存储的影响。研究结果表明,催化器温度是最优氨覆盖率目标值的主要影响因素,最优氨覆盖率目标值随着温度的增大呈线性降低趋势。世界统一稳态测试循环(WHSC)和瞬态测试循环(WHTC)仿真结果表明,采用优化后的氨覆盖率图谱作为氨存储目标值,可在取得较低NO_x排放的同时限制NH_3泄漏。     

玉柴三立SCR后处理系统解析

正柴油发动机产生的主要有害排放物是氮氧化合物(NO_x)和颗粒物(PM),目前,采用SCR后处理系统是有效控制NOx排放的方法之一。SCR是Selective(选择性)、Catalytic(催化)、Reduction(还原)的英文缩写。SCR后处理系统的工作原理是,将还原剂喷入排气     

2020年一汽奥迪A3新技术剖析(三)

(七)SCR系统(选择性催化净化还原系统)1.结构如果车上配备有多联杆式后悬挂的话,SCR储液罐的加注量是12L。如果车上配备有扭转梁式悬挂的话,SCR储液罐的加注量是13L。这个SCR储存罐由一个模压罐和一个总成(该总成内包含有供液泵、质量传感器、加热器、过滤器和温度传感器)构成。在注液管颈上装有一个售后服务用的通气装置。这个供液总成在售后服务中是可以单独更换的。     

氮氧化物吸附催化器与选择性催化还原装置组合排放控制系统用的先进催化剂

与仅采用一种技术的系统相比,由氮氧化物（NOx）吸附催化器（NAC）和选择性催化还原（SCR）装置组合的排放控制系统能够对稀燃条件下的NOx控制提供更大的优势。然而,组合系统也对新的催化剂设计提出了挑战。与仅采用NAC的系统相比,NOx再生时,NAC+SCR组合系统中NAC生成的氨（NH3）是所需的特性。组合系统中的SCR需要与单独的SCR技术一样耐热,同时必须能抵抗上游的NAC周期性脱硫时出现的高温稀/浓状态反复变化。研究中,特别为组合系统研发了先进的NAC和SCR催化剂。改进的NAC催化剂展示出更宽广的运行温度窗口,并在减少铂族金属涂敷量的情况下获得了更高的NH3生成活性。先进的SCR具有优异的低温NOx还原效率,即便在高温稀/浓状态反复交替后依然具有极好的耐久性。采用改进的NAC和SCR催化剂后,系统性能显著提高。新研发的催化剂的优势也在车辆上得到了验证。     

一汽解放固体氨技术:创新助力商用车低碳化

正在11月4日举行的2017武汉商用车展上,一汽解放携新J6P 368 kW、新J6P南方版、J6P 6×4自卸车、J6L 4×2载货车、J6L车辆运输车及J6L 8×4搅拌车共6款极具代表性的豪华车队亮相的同时,还为用户带来了全新的低成本、高效后处理解决方案——固体氨(SSCR)技术。据悉,此技术将为用户带来7 000 km的单次续驶里程,及每公里低于7分钱的氨气使用成本。     

通用与天纳克合作研发HC—SCR柴油机排放控制技术

近日。通用与天纳克宣布,将合作研发一个不使用尿素作为还原剂的SCR系统,现在已签署了一项研发合同,合同写明双方共同为牵引车项目开发新技术,天纳克也将长期为通用开发柴油机后处理系统。     

大型柴油机高氮氧化物转化率的排放控制系统的研发

选择性催化还原(SCR)系统已被证明是大型柴油机控制氮氧化物(NOx)排放的有效方案。未来的大型柴油机被设计为有更高的NOx排放量,以提高燃油经济性,这需要越来越高的NOx转化效率以满足排放法规要求。为此,未来的后处理设计可采用先进的技术,如选择性催化转化(SCR)涂覆颗粒滤清器(SCRF)和涂覆在高孔隙度直通式载体上的SCR,以获得高转化效率。评价了不同的高NOx转化效率系统。首先,通过使用SCRF单元和附加的涂覆在高孔隙度载体的SCR涂层,设计了高性能的NOx控制催化剂。第二,评价了不同的控制策略,以了解还原剂剂量策略和热管理对NOx转化效率的影响。在1台大型柴油机上进行瞬态循环试验。提高氨投入量而不是尿素可进一步提高转化效率,尤其是在低温下无法喷入尿素的时候。此外,实施热管理改善了低温时的NOx转化效率。结果证明,这种系统加上发动机控制策略的改进可以使瞬态FTP测试循环中的NOx转化效率达到95%以上,从而可使柴油机满足未来排放法规和燃油经济性的目标。     

针对欧4及未来法规的发动机高效排气后处理解决方案

重型载货车辆欧4法规在实施瞬态和稳态试验的尾气氮氧化物(NOx)排放限值时,还对氨(NH3)排放有所限制。为满足法规要求,有几种可能的策略,包括发动机管理措施,以及采用以NH3作为还原剂的NOx催化后处理措施。根据试验数据,对排气后处理系统的整体性能及安装,以及运行成本等一系列重要问题进行了阐述和讨论。还讨论了欧5及未来排放法规的相关因素。发动机以高废气再循环(EGR)率运行是在几乎没有NOx催化还原后处理情况下满足欧5法规的可能路径之一。将EGR与仅采用选择性催化还原(SCR)解决方案的无EGR发动机作了对比。此外,还说明了通过使用氨逃逸催化器或改善尿素剂量控制策略来减小SCR催化器尺寸的可能性。通过在同一系统上进行的对比试验给出了不同尿素剂量策略的效果。另一个很重要的方面是后处理系统的热管理和保温,利用试验数据对比进行了说明。最后,对未来法规研究领域的重要性进行了讨论。     

集成喷嘴式SCR性能对比研究

介绍应用FLUENT软件对集成喷嘴式选择性催化还原(SCR)技术和非集成喷嘴式SCR进行流场分析,同时在发动机台架上进行2种SCR方案转化效率试验、压力损失试验、排放循环试验和氨泄漏试验。分析与试验结果表明,非集成喷嘴式SCR的速度均匀性为0.965,压力损失为9.75kPa,均好于集成喷嘴式SCR均匀性0.940和压力损失11.02kPa;两者温度场分析结果一致和转化效率相当,瞬态排放循环ETC结果都能满足国家要求;但瞬态排放循环过程中集成喷嘴式SCR的氨泄漏峰值为28.1×10~(-6),平均值为5.7×10~(-6),明显好于非集成喷嘴式SCR的氨泄漏峰值120×10~(-6),平均值25.7×10~(-6)。     

新款宝马G11/G12动力系统技术剖析(四)

5.选择性催化剂还原SCR为了满足不断提高的尾气排放规定,宝马在当前柴油发动机上采用以下技术,从而在废气再处理过程中还原氮氧化物:氮氧化物存储式催化转换器NSC选择性催化剂还原SCR选择性催化剂还原SCR是一项宝马高效动力措施,可确保现代柴油机车辆以经济方式运行。SCR系统通过向废气中配给一种还原剂(Ad-Blue~)将氮氧化物还原至最低程度。在此不会影响实际燃     

国六柴油机用铜基和钒基SCR催化剂特性台架对比研究

在发动机测试台架上对比研究不同温度、空速、氨氮比下铜基分子筛SCR催化剂和钒基SCR催化剂的NOx转化效率和氨存储特性。试验结果表明,对于铜基SCR催化剂,在低温区域200～250℃,温度对氮氧转化率影响明显,而空速影响甚微。温度对氨储存量影响极大,铜基SCR催化剂氨存储量随温度上升而快速下降,200℃时为1.5g/L,250℃为0.77g/L。对比而言,铜基催化剂低温性能优异,转化效率达到84%,明显高于钒基催化剂低温40%～60%转化效率;中温段(250～450℃)性能稳定,转化效率达到98%;高温段(450℃以上)效率较高,达到96%,且随着温度升高效率降低幅度较小。铜基分子筛催化剂性能整体优于钒基催化剂,从技术角度考虑,为国六后处理催化剂的优先选择。本试验研究工作获得的基础数据,可用于发动机数据标定。