SCR系统的工作原理

SCR(SelectiveCatalyticReduction选择性催化还原)系统的工作原理1、SCR技术原理分析：在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括：尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发、尿素（氨气和尿素化学反应的产物）的水解和热解气相化学反应以及NOx在催化剂表面与NH3发生的催化表面化学反应。其重要化学方程式如下：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O理想状况下反应的产物重要是无毒无害的氮气和水。（1）目前在废气中处理NOx采用的是SCR处理技术，即：运用尿素溶液（水溶液浓度为32.5%±0.5%），在排气中喷入尿素、氨水等还原性物质，将NOx（重要是NO）还原为N2和H2O。它无毒、洁净、无气味、不易着火、无爆炸危险，但有腐蚀性，必须使用特殊的容器储存。（2）SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配。尿素的喷入量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷入量过多，则会使多出的氨气排入大气，导致新的污染。（3）使用SCR后不仅要增长SCR自身装置的重量，此外还要增长一种尿素溶液箱和尿素溶液。汽车会损失一部分的有效载荷。（4）SCR作为一种新的后处理技术，因购置、操作和保养费用高、需要加一套较为复杂的调整还原剂喷射量的控制系统等等原因，在车用柴油机上还没有得到大范围的推广。（5）必须保证行驶区域内对尿素需求的供应，需要车载诊断，并需要自觉及时地加尿素。（6）一水合氨易挥发出氨气，随温度升高和放置时间延长而增长挥发率NH3·H2O=NH3↑+H2O在较高排气温度下不可以形成对金属进行腐蚀的NH3·H2O（7）腐蚀性一水合氨有一定的腐蚀作用。对铜的腐蚀比较强，钢铁比较差，对水泥腐蚀不大。对木材也有一定腐蚀作用。水溶液呈弱碱性。重要是电化学腐蚀由于NH3+H2O→NH3·H2O→NH4+（铵根离子）+OH-（氢氧根）①金属-4e-=金属阳离子②2H2O+4e-+O2=4OH-③③中产生的氢氧根离子促使①中的平衡向右移动，氨气挥发后氢氧根离子减少，又促使③中的平衡向右移动，从而使②中的平衡也向右移动，使金属减少。2、现实也许的影响（以国IV为例）：1.整车价格上升：排放原则的升级带来的首先就是成本的增长，对于SCR车型而言，由于多了一套尾气后处理系统，购车成本将大幅增长，根据行业的平均水准，国IV车的价格将比国Ⅲ车高3万到5万元，以5万元左右的轻卡作为原则，则该类车终端售价也许上涨60%-100%。尤其轻卡对于个人散户来说，这样的涨幅恐怕有些难以接受。2.使用成本变化：由于要到达更为严格的排放水平，发动机采用了更精密的控制，对燃油的质量规定也更高了。广州地区将用粤IV原则用油来替代国III原则用油。国IV油肯定会比国Ⅲ油贵，此前有媒体预测价格会上涨0.34-0.46元/升，涨幅约5%-6%。另一项增长的开销就是需要定期添加尿素溶液的价格。缺乏尿素后车辆将无法正常运行，因此就要跟加油站同样，建立足够多的尿素站，但国内几乎没有这样的尿素站及有关的配套设施，假如要大力推广国四原则，国家也需要投入大量的资金进行尿素站的建设。不过由于国内的这些设备尚不健全，需要更多的时间去消化成本，顾客的使用成本目前就还不好说了。这也就需要国家在政策上面给与补助和引导，毕竟在节能减排两方面都是有着优势的，在市场完善的状况下，顾客的使用成本肯定是会减少的。3.使用变化不大：SCR重要的变化就是增长的后处理系统，发动机主体与国三发动机并没有太多差异。除了需要添加尿素溶液，顾客在使用操作和使用措施是和国三电控发动机基本一致的。4.维修保养是麻烦：从机械泵升级到电控发动机，修车难成了诸多司机反应的问题，更多的电子控制构造不仅让车主碰到问题无法处理，就是到了维修站某些问题也让修理工手足无措。3、储存材料分析：1.铁一般不和氨水反应，一般不发生腐蚀假如是氧化还原反应那么铁只能做还原剂，而氨气也一般做还原剂，故不反应。假如不是氧化还原反应，那么铁是不会和碱反应的2.铜和氨水发生电化学反应导致腐蚀浓度低生成蓝色硫酸铜溶液，浓度高绿色方程式：2Nh3.H20=Nh4++OH-。3.塑料一般不和氨水发生反应少许氨水一般采用塑料容器储存。4.铝和氨水发生反应，不过有很大难度（弱酸弱碱反应难度较高）Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3（加沉淀符号）+3NH4+5.假如发生电化学反应则金属变得相对轻易腐蚀，需要将储存氨水的容器及其管道进行接地，然后在容器内部用环氧树脂防腐加入石墨做填充剂涂刷几遍，可以很好防腐蚀处理，找专业的防腐处理企业即可。4、结论：氨水/尿素等对发动机排气的后处理技术对排放指标有所协助，不过实现该目的使发动机在成本、可靠性、可维护性上有影响。需要在整车控制系统中追加排气监控系统。由此导致整车整备质量增长。由于氨水预热易分解，所在在900摄氏度左右排气温度下对发动机本体/排气歧管的腐蚀程度很小，仅会在排气管末端附近形成弱碱性物质（氨水），附着在整车底盘如下金属构造件上，从而