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。