所屬欄目:機械論文 發(fā)布日期:2015-09-15 10:39 熱度:
柴油機對于汽車發(fā)動機來說是非常重要的一部分,柴油scr技術(shù)在發(fā)動機中也是必不可少的。那么scr技術(shù)的基本原理有哪些呢?scr運行有哪些影響因素呢?本文是一篇科技論文期刊投稿的論文范文,主要論述了關(guān)于柴油機scr 技術(shù)基本原理及常見問題探討。
摘 要:隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國汽車工業(yè)迅猛發(fā)展,汽車發(fā)動機作為其重要的動力基礎(chǔ),對于汽車的運行具有至關(guān)重要的作用。該文主要對汽車發(fā)動機中柴油機scr 技術(shù)基本原理及常見問題探討,以期提升柴油機scr 技術(shù)的應(yīng)用水平。
關(guān)鍵詞:柴油機,scr,技術(shù),基本原理,應(yīng)用
1 柴油機scr技術(shù)基本原理
1.1 scr技術(shù)的反應(yīng)機理
Scr又稱選擇性催化還原系統(tǒng),是用來控制柴油機排放后的處理的裝置,其主要是將尿素溶液噴射到柴油機排氣管中,在高溫條件下產(chǎn)生熱解水反應(yīng),生成具有還原性質(zhì)的,在催化劑催化還原作用下與排氣中的發(fā)生反應(yīng)生成和,其化學(xué)反映過程如下:
(1)熱解水反應(yīng):
(2)與的催化還原反應(yīng):
1.2 scr系統(tǒng)構(gòu)成
scr系統(tǒng)主要由尿素溶液添藍罐、催化消聲器、計量噴射泵、噴嘴及相關(guān)電控管路等構(gòu)成。計量噴射泵是用來為尿素溶液輸送到噴嘴而提供動力;催化消聲器是催化氮氧化合物的還原反應(yīng),防止出現(xiàn)氨氣泄漏的問題;噴嘴則是將輸送來的尿素與空氣混合物順流噴入排氣管,使尿素溶液霧化,以提升催化劑的轉(zhuǎn)化效率。
2 scr系統(tǒng)運行的影響因素
2.1 氧氣對催化還原反應(yīng)的影響
在汽車柴油發(fā)動機的尾氣成分中,主要是氮氧化物。而當(dāng)廢氣中不含有氧氣時,只發(fā)生與的反應(yīng)。實驗表明,在保持一定溫度及水蒸氣存在的情況中,無氧時scr系統(tǒng)轉(zhuǎn)換較慢,但隨著氧含量的增加,系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率會上升,直到氧含量體積超過8%,繼續(xù)增加其含量則不會給系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率帶來影響。因此,可以得知,當(dāng)氧含量達到一定值時,與的反應(yīng)會被控制,主要是、及的共同反應(yīng)。
2.2 scr的空速特性對系統(tǒng)轉(zhuǎn)化率的影響
通常情況下,柴油機在不同的工況環(huán)境下,催化器的空速變化范圍較大。如當(dāng)scr系統(tǒng)在200~300℃時,scr系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化率隨空速的增加反而降低,這主要是因為空速大、反應(yīng)的時間減短,從而導(dǎo)致較多來不及反應(yīng)。而當(dāng)scr系統(tǒng)所處的溫度環(huán)境達到300℃時,空速大小與轉(zhuǎn)化率基本無關(guān),這是因為在極度高溫環(huán)境下,催化劑的活性較強,抵消了空速變化帶來的不利影響。
2.3 燃油品質(zhì)對催化還原反應(yīng)的影響
首先,當(dāng)使用硫含量較高的柴油時,柴油機排放的尾氣中就會含有,其在催化劑的作用下,容易被氧化成。當(dāng)溫度低于250℃,氨氣和就會生成
,這些物質(zhì)會對催化劑的活性產(chǎn)生不利影響;其次,在柴油機尾氣含有另一個主要成分,即碳煙微粒(),當(dāng)期堆積在催化器中,會造成排氣的不通暢,使得尾氣難以與催化劑充分接觸和反應(yīng),因此需要在催化反應(yīng)前先通過顆粒捕集器對尾氣中的PM進行處理。
3 柴油機scr技術(shù)應(yīng)用中的常見問題及解決方法
3.1 催化劑的體積問題
解決方法:(1)可以從催化劑本身出發(fā),提高催化劑本身所應(yīng)具有的催化活性。這就需要選擇一些高溫特性好且生成少的催化劑。當(dāng)前,
等是應(yīng)用比較廣的活性較強的催化劑。(2)從提高化學(xué)反應(yīng)的效率出發(fā),通過采取技術(shù)措施而提高的氧化速率。研究表明,當(dāng)中的比重增加時,可以提高低溫條件下的轉(zhuǎn)化率;當(dāng)與的濃度比為1時,的轉(zhuǎn)化率最佳,且scr系統(tǒng)的反應(yīng)速率也會有明顯的提升。那么為了提升的轉(zhuǎn)化率與scr系統(tǒng)反應(yīng)速率,就應(yīng)該想辦法提高的比例。實驗表明,在scr反應(yīng)器前安裝氧化催化轉(zhuǎn)換器是一個非常有效的方法,在保證一定高空速高溫時,能利用鉑作為催化劑的活性成分,將少數(shù)氧化成。當(dāng)然,在熱力平衡作用下,有時候高溫環(huán)境下的轉(zhuǎn)化也會受到限制,但是此限制卻是較科學(xué)的,這是因為在溫度逐漸升高的情況下,的氧化速率也會提高,當(dāng)其氧化成的比重占到50%以上時,又會減慢其反應(yīng)速率,達到一個科學(xué)循環(huán)的效果。
3.2 氨泄漏問題
在當(dāng)前較多車用柴油機scr系統(tǒng)中,尿素水溶液是主要的還原劑,其主要成分是。然而在車輛排放廢氣的過程中,其廢氣溫度的變化范圍極大,可能從100℃迅速提升到600℃,那么在此急速變化的廢氣溫度環(huán)境下,需要噴射的還原劑量也會出現(xiàn)極大的變化。但是,的吸附催化劑的能力又會隨著溫度的升高而降低,容易造成氨泄漏的問題。當(dāng)前,對于廢氣排放的溫度變化及噴射的劑量把握,控制氨泄漏的問題,是面臨的突出問題。
解決方法:(1)通過實施優(yōu)化措施控制,控制尿素噴射中成分。可以實施相關(guān)技術(shù),在尿素噴射的過程中,計算的流量,并重點考慮催化劑活性及其相應(yīng)溫度需求,利用閉環(huán)控制技術(shù),減少氨泄漏的問題。(2)通過安裝后氧化催化裝置,將過剩的氧化,以減少氨泄漏問題。在安裝后氧化裝置后,通常將鉑作為催化劑,來進行催化反應(yīng)。但是催化劑的催化活性對溫度具有較高的要求,當(dāng)溫度低于250℃時,催化劑的催化活性不高;當(dāng)溫度增加時,催化劑活性在加強的同時又增加了與的形成,在此情況下又提升了scr的轉(zhuǎn)化率,增加了氨泄漏的問題。因此,安裝后氧化催化裝置的方式,雖然能在一定程度上氧化過剩的,但卻在溫度升高時,容易造成另一途徑的氨泄漏問題,需要技術(shù)人員合理應(yīng)用。
4 結(jié)語
總之,柴油機scr技術(shù)是目前國內(nèi)柴油汽車解決和排放的重要技術(shù),其在我國車用柴油機上具有較大的發(fā)展空間。當(dāng)然,scr技術(shù)的應(yīng)用受較多因素的影響會造成系統(tǒng)運行的障礙,需有針對性的加強研究與技術(shù)優(yōu)化,以更好的發(fā)揮scr技術(shù)的作用。
參考文獻
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科技論文發(fā)表期刊推薦《柴油機》雜志創(chuàng)刊于1979年,系由國家科委批準(zhǔn),中國船舶重工集團公司主管,上海七一一研究所主板的工程技術(shù)類國家一級期刊。雜志面向科研、生產(chǎn)、使用第一線,以實用技術(shù)為主要報道內(nèi)容,在柴油機行業(yè)及相關(guān)行業(yè)具有很大的影響,被譽為內(nèi)燃機行業(yè)工程技術(shù)人員的良師益友,是各有關(guān)單位學(xué)術(shù)交流、信息溝通、拓展新產(chǎn)品的重要窗口。
文章標(biāo)題:關(guān)于柴油機scr 技術(shù)基本原理及常見問題探討
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