SCR系統(tǒng)的工作原理

SCR(SelectiveCatalyticReduction選擇性催化還原)系統(tǒng)的工作原理1、SCR技術(shù)原理分析：在SCR系統(tǒng)中發(fā)生的復雜的物理和化學反應(yīng)包括：尿素水溶液的噴射、霧化、蒸發(fā)、尿素（氨氣和尿素化學反應(yīng)的產(chǎn)物）的水解和熱解氣相化學反應(yīng)以及NOx在催化劑表面與NH3發(fā)生的催化表面化學反應(yīng)。其重要化學方程式如下：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O理想狀況下反應(yīng)的產(chǎn)物重要是無毒無害的氮氣和水。（1）目前在廢氣中處理NOx采用的是SCR處理技術(shù)，即：運用尿素溶液（水溶液濃度為32.5%±0.5%），在排氣中噴入尿素、氨水等還原性物質(zhì)，將NOx（重要是NO）還原為N2和H2O。它無毒、潔凈、無氣味、不易著火、無爆炸危險，但有腐蝕性，必須使用特殊的容器儲存。（2）SCR系統(tǒng)中的尿素劑量最終由發(fā)動機管理系統(tǒng)控制，尿素的噴入量必須要與NOx的濃度相匹配。尿素的噴入量過少，則達不到應(yīng)有的處理水平，尿素的噴入量過多，則會使多出的氨氣排入大氣，導致新的污染。（3）使用SCR后不僅要增長SCR自身裝置的重量，此外還要增長一種尿素溶液箱和尿素溶液。汽車會損失一部分的有效載荷。（4）SCR作為一種新的后處理技術(shù)，因購置、操作和保養(yǎng)費用高、需要加一套較為復雜的調(diào)整還原劑噴射量的控制系統(tǒng)等等原因，在車用柴油機上還沒有得到大范圍的推廣。（5）必須保證行駛區(qū)域內(nèi)對尿素需求的供應(yīng)，需要車載診斷，并需要自覺及時地加尿素。（6）一水合氨易揮發(fā)出氨氣，隨溫度升高和放置時間延長而增長揮發(fā)率NH3·H2O=NH3↑+H2O在較高排氣溫度下不可以形成對金屬進行腐蝕的NH3·H2O（7）腐蝕性一水合氨有一定的腐蝕作用。對銅的腐蝕比較強，鋼鐵比較差，對水泥腐蝕不大。對木材也有一定腐蝕作用。水溶液呈弱堿性。重要是電化學腐蝕由于NH3+H2O→NH3·H2O→NH4+（銨根離子）+OH-（氫氧根）①金屬-4e-=金屬陽離子②2H2O+4e-+O2=4OH-③③中產(chǎn)生的氫氧根離子促使①中的平衡向右移動，氨氣揮發(fā)后氫氧根離子減少，又促使③中的平衡向右移動，從而使②中的平衡也向右移動，使金屬減少。2、現(xiàn)實也許的影響（以國IV為例）：1.整車價格上升：排放原則的升級帶來的首先就是成本的增長，對于SCR車型而言，由于多了一套尾氣后處理系統(tǒng)，購車成本將大幅增長，根據(jù)行業(yè)的平均水準，國IV車的價格將比國Ⅲ車高3萬到5萬元，以5萬元左右的輕卡作為原則，則該類車終端售價也許上漲60%-100%。尤其輕卡對于個人散戶來說，這樣的漲幅恐怕有些難以接受。2.使用成本變化：由于要到達更為嚴格的排放水平，發(fā)動機采用了更精密的控制，對燃油的質(zhì)量規(guī)定也更高了。廣州地區(qū)將用粵IV原則用油來替代國III原則用油。國IV油肯定會比國Ⅲ油貴，此前有媒體預測價格會上漲0.34-0.46元/升，漲幅約5%-6%。另一項增長的開銷就是需要定期添加尿素溶液的價格。缺乏尿素后車輛將無法正常運行，因此就要跟加油站同樣，建立足夠多的尿素站，但國內(nèi)幾乎沒有這樣的尿素站及有關(guān)的配套設(shè)施，假如要大力推廣國四原則，國家也需要投入大量的資金進行尿素站的建設(shè)。不過由于國內(nèi)的這些設(shè)備尚不健全，需要更多的時間去消化成本，顧客的使用成本目前就還不好說了。這也就需要國家在政策上面給與補助和引導，畢竟在節(jié)能減排兩方面都是有著優(yōu)勢的，在市場完善的狀況下，顧客的使用成本肯定是會減少的。3.使用變化不大：SCR重要的變化就是增長的后處理系統(tǒng)，發(fā)動機主體與國三發(fā)動機并沒有太多差異。除了需要添加尿素溶液，顧客在使用操作和使用措施是和國三電控發(fā)動機基本一致的。4.維修保養(yǎng)是麻煩：從機械泵升級到電控發(fā)動機，修車難成了諸多司機反應(yīng)的問題，更多的電子控制構(gòu)造不僅讓車主碰到問題無法處理，就是到了維修站某些問題也讓修理工手足無措。3、儲存材料分析：1.鐵一般不和氨水反應(yīng)，一般不發(fā)生腐蝕假如是氧化還原反應(yīng)那么鐵只能做還原劑，而氨氣也一般做還原劑，故不反應(yīng)。假如不是氧化還原反應(yīng)，那么鐵是不會和堿反應(yīng)的2.銅和氨水發(fā)生電化學反應(yīng)導致腐蝕濃度低生成藍色硫酸銅溶液，濃度高綠色方程式：2Nh3.H20=Nh4++OH-。3.塑料一般不和氨水發(fā)生反應(yīng)少許氨水一般采用塑料容器儲存。4.鋁和氨水發(fā)生反應(yīng)，不過有很大難度（弱酸弱堿反應(yīng)難度較高）Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3（加沉淀符號）+3NH4+5.假如發(fā)生電化學反應(yīng)則金屬變得相對輕易腐蝕，需要將儲存氨水的容器及其管道進行接地，然后在容器內(nèi)部用環(huán)氧樹脂防腐加入石墨做填充劑涂刷幾遍，可以很好防腐蝕處理，找專業(yè)的防腐處理企業(yè)即可。4、結(jié)論：氨水/尿素等對發(fā)動機排氣的后處理技術(shù)對排放指標有所協(xié)助，不過實現(xiàn)該目的使發(fā)動機在成本、可靠性、可維護性上有影響。需要在整車控制系統(tǒng)中追加排氣監(jiān)控系統(tǒng)。由此導致整車整備質(zhì)量增長。由于氨水預熱易分解，所在在900攝氏度左右排氣溫度下對發(fā)動機本體/排氣歧管的腐蝕程度很小，僅會在排氣管末端附近形成弱堿性物質(zhì)（氨水），附著在整車底盤如下金屬構(gòu)造件上，從而