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SCR工作原理及常见故障处理 方法 2011-2 SCR系统工作原理 • SCR系统全称：选择性催化还原系统 • SCR系统的作用是降低柴油发动机排气中 的氮氧化物(NOx). 系统采用尿素水溶液(质 量浓度为32.5%)作为还原剂。喷射到排气 管中的尿素(NH2) 2CO会分解为氨气 (NH3)和二氧化碳(CO2)，在选择性催化剂 的作用下氨气会与NOx反应生成氮气(N2)和 水(H2O)，从而将废气中的NOx还原成无害 的氮气(N2)。 SCR系统工作原理 • 按SCR系统工作任务分类，SCR系统主要 可分为两大部分： 1、控制尿素溶液喷射量； 2、用于OBD诊断的OBD系统； SCR系统工作原理 • (NH2) 2CO + H2O → CO2 + 2NH3 （二次污染） • 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O • 2NO2 + 2NO + 4NH3 → 4N2 + 6H2O • SCR系统要通过控制尿素溶液的喷射控制氮氧化物，从而使排放满足欧四甚 至欧五标准。 • 决定上述反应式的主要因素包括：催化器总成（大包）；排气温度（化学反 应需要在一定温度下才能快速发生，一般需要控制排温在200-550摄氏度之 间）、需要控制的氮氧化物质量。 SCR系统工作原理 • 需要严格控制尿素溶液量 • 喷多了，成本上升、造成二次污染、尿 素结晶有可能堵塞排气管； • 喷少了，排放不达标 • 排气温度很重要，在低温下，尿素不仅不 会对降低排放起作用，还会堵塞排气管 SCR系统工作原理 • 排气温度 • 通过催化器前后两个温度传感器直接测量得到。
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2，而几乎不发生NH3与O2的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。
其中主要反应如下:
4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O
8NH3+6NO2=7N2+12H2O
4NH3+3O2=2N2+6H2O
4NH3+5O2=4NO+6H2O
2NH3可逆生成N2+3H2
SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及控制系统等组成，为避免烟气再加热消耗能量，一般将SCR反应器置于省煤器后、空气预热器之前，即高尘段布置。氨气在空气预热器前的水平管道上加入，并与烟气混合。
催化反应系统是SCR 工艺的核心，设有NH3的喷嘴和粉煤灰的吹扫装置，烟气顺着烟道进入装载了催化剂的SCR 反应器，在催化剂的表面发生NH3催化还原成N2。催化剂是整个SCR系统关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。2013年普遍使用的是商用钒系催化剂，如V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2。在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。该工艺于20 世纪70年代末在日本开发成功，80 年代以后，欧洲和美国相继投入工业应用。在NH3/NOx的摩尔比为1时，NOx的脱除率可达90%，NH3的逃逸量控制在5 mg/L以下。
由于技术的成熟和高的脱硝率，SCR法现已在世界范围内成为大型工业锅炉烟气脱硝的主流工艺。截至2010年底，我国已投运的烟气脱硝机组容量超过2亿kW，约占煤电机组容量的28%，其中SCR机组占95% 。
柴油机所产生的微粒(PM)和氮氧化物(NOx)是排放中两种主要的污染物。从2013年降低汽车尾气排放的技术途径来看，要达到欧Ⅳ排放标准，一般不再从发动机本身的结构方面采取措施，通常是采取排气后处理的方式来降低污染物的排放量，而尿素-SCR 选择性催化还原法是具现实意义的方法，它能把发动机尾气中的NOx减少50%以上。
SCR技术的优点:
增加升功率
降低热损耗(Low heat rejection)
对比欧三产品，发动机结构没有改变
对比欧三产品，燃油经济性得到改善
机油更换周期更长(Low soot)
尿素的成本低
升级至欧五的能力
折叠
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