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系统的基本工作原理是：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOX，排出N2，多余的NH3也被氧化为N2，防止泄漏。一般情况下，消耗100L燃油的同时会消耗5L液体尿素水溶液。
在SCR中发生的化学反应如下：
尿素水解：(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2
NOX还原：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
NH3氧化：4NH3+3O2→2N2+6H2O
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。
SCR全称为“选择性催化还原”技术，是柴油机尾气处理的一种方式。
选择性催化还原技术（SCR）是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理，通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，而后在机外处理富氧条件下形成的氮氧化物，及时用车用尿素（车用尿素在一定温度下分解生成氨）对氮氧化物（NOx）进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的，该项技术是欧洲主流技术路线，欧洲长途载货车和大型客车几乎全部采用这一技术。
其技术路线是通过优化缸内燃烧和降低机油消耗等机内净化技术解决柴油机的颗粒排放问题，然后再采用SCR后处理装置来降低发动机NOx排放。
目前国际上使用的催化器主要有V2O5/WO3(MoO3)/TiO2等含钒和金属基沸石催化剂。沸石催化器有着的低温特性和高空速下转化的特点，钒基催化剂由于国际上公认的高转化活性和一定的抗SO2中毒的能力成为目前常用的催化剂。
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