链条炉脱硝难处理吗

你好！

排放后处理技术,是指为减少发动机排放的废气造成环境污染而对其进行适当处理的技术。从国二到国三，关键在于燃油喷射系统，而从国三到国四，就必须使用排放后处理技术。 目前国际内燃机行业从欧Ⅲ发展到欧Ⅳ，主要有两种基本体系。大体上，欧洲倾向于SCR（选择性催化还原）体系，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理；美国和日本倾向于EGR（废气再循环）体系，即通过微粒捕集器或微粒催化转换器（DPF），针对燃烧产生的微粒进行处理的EGR（废气再循环）技术。因为国情不同，所以各国企业选择技术有不同的倾向。 在技术路线方面，国内主流柴油机生产企业已经基本达成共识，SCR将是未来国内柴油机排放升级的主要技术方向。目前，玉柴、康明斯、潍柴等都采用了SCR技术。 SCR系统更适合中国市场的原因归结于以下几方面：第一，SCR系统能有效节省燃油消耗。SCR系统的燃油消耗相对于EGR＋DPF系统稍低一些，它的尿素水溶液消耗量也可在燃油消耗上得到补偿。第二，如果现在采用此技术，在很长时间内都可以满足排放法规的要求，直到欧Ⅴ乃至更高排放标准的引进。第三，在EGR＋DPF系统中，需要增加冷却器的体积，SCR系统只需一个附加的贮藏罐，这对于车辆驾驶室的设计影响不大。第四，发动机复杂性低。SCR系统可以同时满足国三和国四标准，可以在部分地区提前引进。

1、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。

2、其技术路线是首先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。

3、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。沸石催化器有着出色的低温特性和高空速下转化效率高的特点，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。

第一步：根据闪码灯读取闪码，确定故障点，重点是NOx转化效率相关的故障。

第二步：依次进行如下的检查工作：

检查NOx传感器和排气管，若NOx传感器的测量信号偏大，会导致转化效率故障；

检查尿素喷射，若尿素喷射量偏小，会导致NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；

检查喷嘴，若喷嘴故障（如机械卡死或卡死一部分，系统无法检测这种机械故障），则尿素喷射量偏小，会导致NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；

检查尿素压力，尿素管路有泄漏，则尿素压力控制会偏低，实际尿素喷射量偏小，会导致NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；

检查尿素溶液，若尿素溶液质量不合格（浓度低，杂质多等），会导致NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；

检查尿素是否结晶，若结晶在SCR箱内部，则箱子的转速效率会下降；

检查发动机和SCR箱，若发动机或者SCR箱老化严重，会导致NOx原始排放偏大或NOx传感器的测量信号偏大，继而导致转化效率故障；

检查环境相关的因素，若环境温度、压力传感器坏，车又在类似三高的环境运行，则可能会报转化效率故障，尤其在海拔较高的地方；

第三步：必要的话，检查标定数据，若放行发动机工况的具体条件不合理，可能误报错。

货车SCR是指选择性催化还原系统，其是用来处理尾气排放的。货车SCR的工作原理是：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防止泄漏。货车的SCR灯亮说明是选择性催化还原系统出现了故障问题，影响SCR灯亮的原因有：传感器损坏；传感器接插件虚接、短路；线束故障。SCR灯亮会影响到汽车发动机功率下降，若是没有及时处理，严重的情况下还会把尿素泵烧掉。

SCR是Selective（选择性）、Catalytic（催化）、Reduction（还原）的英文缩写，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。目前采用的还原剂是尿素（就是肥料，不过这里用的要比农用的纯度要高的多），尿素加水后在高温下分解为NH3和CO2，与柴油车尾气中的No和NO2通过化学反应，产生氮气和水。降低柴油车尾气中的NO和NO2排放，当然实际车辆使用还要增加其它设备。

柴油车要达到欧4或国4排放标准，目前必须的有这套系统

选择性催化还原(SCR)

柴油发动机的排气后处理技术是柴油发动机技术发展的核心。SCR处理系统是当前柴油机排气后处理技术之一，它能有效地去除柴油机排气中的NOx。通过将SCR处理系统与共轨柴油发动机结合并合理匹配，可满足更高排放标准的要求。

柴油发动机的排放控制主要是对排放中的PM和NOx的处理。控制PM排放的措施有氧化催化器（可溶性颗粒物）、颗粒捕集器（固体颗粒物）。而研究开发中的柴油机NOx后处理方法有选择性非催化还原SNCR、选择性催化还原SCR、非选择性催化还原NSCR和吸附还原催化剂以及最新提出的等离子体-催化转化技术——低温等离子体技术具有同时去除NOx和颗粒物PM的潜力。目前，国内的几家大型柴油机厂大都通过机内净化降低碳烟，然后利用SCR系统降低NOx排放的方法来满足国Ⅳ排放法规对碳烟和NOx的限制。

1 高压共轨柴油发动机的SCR系统

1.1 SCR系统的构成

SCR系统的作用是去除柴油发动机排气中的NOx。系统采用尿素作还原剂（又名添蓝），在选择性催化剂的还原作用下，NOx被还原成氮气和水。SCR系统包括：尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等。

共轨柴油发动机的催化消声器可以是箱式或桶式，内部装有SCR催化器和消声器管路，表层的不锈钢板下的隔热材料，保证使用过程中的边面温度不会过高。

尿素溶液储存罐用于储存尿素溶液，集成有液面高度和温度传感器。其内部装有化冰热交换装置，利用柴油机冷却水的热量进行化冰。出液口内部装有粗滤器，以防大于0.1mm的大颗粒进入喷射系统。

计量喷射泵总成包括计量喷射泵和控制器。泵的作用是以一定的压力输送尿素溶液。控制器的作用是通过CAN总线与柴油机ECU通讯，获取柴油机运行状态信息和SCR系统上的各种传感器的数值，根据事先标定好的各种脉谱，适时计算柴油机实际工作情况下SCR系统的尿素喷射量，从而使柴油发动机排气中的NOx成分被精确还原。由于泵的吸力和自动排空能力有限，泵的进液口距罐底面垂直距离不能超过700mm，平面距离不能超过10m。

尿素喷嘴的作用是按照控制器的指令来进行尿素溶液的喷射。喷嘴的主体由不锈钢材料制成，安装在排气管上。

冷却液电磁阀是为系统化冰服务的。当电控单元通过尿素温度传感器感应到尿素温度较低，可能会出现结冰的情况，那么控制器将打开加热水电磁阀。热的柴油机冷却液就会顺着管道流向储存罐和泵内置的热交换器，这些地方的冰就会迅速融化。阀体上一般标有流动方向，安装时请注意安装方向。

SCR系统示意图如图1所示。用于高压共轨柴油发动机的SCR系统组成如图2所示。

1.2 SCR系统的工作原理

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。其主要化学方程式如下：

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O

2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O

SCR系统的工作过程是：当车辆的钥匙开关打到ON挡的时候，控制器（ECU）开始通电，与此同时尿素计量泵开始转动，从尿素储存罐中抽吸尿素溶液，前期计量泵以最大工作压力进行工作，目的是快速建立压力，当泵腔中的压力达到5bar后，计量泵将由ECU进行闭环控制，保持泵腔的压力，用于尿素喷嘴的冷却和喷射。当转速和排气温度达到预先标定好条件后，尿素喷嘴才会喷射尿素溶液。尿素溶液的喷射量由ECU根据柴油机的工况、催化器温度和环境状态来精确计量。尿素溶液被喷射到排气管中，与柴油机排气进行均匀混合并进行化学反应，净化排气。由于尿素溶液在气温低于-11℃的时候会结冰，为了保证系统在低温时候的正常使用，系统配置有化冰功能，化冰的热源来源于柴油机的冷却水。当电控单元通过尿素温度传感器感应到尿素溶液温度较低，可能会出现结冰的情况，那么ECU将打开加热水电磁阀。热的柴油机冷却液就会顺着管道流向尿素储存罐和尿素计量泵内置的换热器，这些地方的冰就会迅速融化。由于冷却液管道和尿素胶管扎在一起，外套保温管，所以尿素管道内部的冰也会同时融化。

1.3 SCR系统的布置设计

SCR系统混和管的布置设计对SCR载体内的化学反应有很大的影响。在国Ⅳ柴油机的开发过程中，相当多的工作是对混和管进行优化设计，包括管道的几何形状、尿素喷射装置的位置和喷射角度等。对管道的几何形状、尿素喷射装置的位置及喷射角度进行优化设计，从而保证在混和管路不出现粒子撞壁后的结晶。通过对SCR载体入口速度均匀性和整个载体的压力损失情况进行计算分析，保证载体入口速度分布均匀，整个系统产生较小的压力损失。

通过计算优化排气管道形状以及喷射位置和喷射角度，避免尿素水溶液撞壁出现沉积，堵塞管路。利用数值模拟研究这些过程，可以优化混和管路的设计和尿素喷射装置的布置，从而优化SCR系统的布置，预测催化效率，减少试验成本。

2 应用SCR技术的优缺点分析

柴油发动机的排放控制主要是对排放中的PM和NOx的处理。处理方案一是先在发动机内处理NOx，再处理PM；或者两种都进行后处理。最后这种方法存在一个污染源回收的处理问题。没有EGR系统，在发动机内处理NOx是非常困难的，并且燃油消耗更高。因此，一般多采用在发动机机内减少PM排放，在废气中处理NOx。

（1） 目前在废气中处理NOx采用的是SCR处理技术，即：利用尿素溶液（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（主要是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，在保证降低NOx的同时，不能超过份量。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，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。所以，必须要有高灵敏度的NOx浓度传感器以及相应的高精度的尿素喷射装置。而且尿素消耗较快，定期添加尿素的责任也必须由用户来完成。

（3） 使用SCR后不但要增加SCR本身装置的重量，另外还要增加一个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作为一个新的后处理技术，因购置、操作和保养费用高、需要加一套较为复杂的调节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。

在SCR技术的应用方面，目前已基本解决尿素的储存、注入和喷射策略等技术问题，使用耐久性好，但还需进一步解决降低SCR装置以及尿素加注站的成本等问题。

3 SCR系统使用注意事项

SCR系统是一个自动控制的系统，当车辆的钥匙开关处于ON挡，车辆电压正常，相关管路连接正确，系统将在控制器的指挥下自动排空、自动化冰、自动喷射等，不需人为干预。SCR系统基本免维护，只要加注符合标准要求的尿素，系统内部终身免维护。用户只要做的就是保持系统外表干净，电器接头干燥即可。

避免尿素储存罐中尿素溶液液位低于最低液位的情况下工作，因为喷嘴需要使用尿素溶液来冷却，所以储存罐中的尿素溶液过少的话会使喷嘴冷却不足，从而导致喷嘴损坏。

SCR系统在发动机停机后，计量喷射系统要抽干管道中的残液，以防结晶堵塞，所以点火开关关闭一分钟后再断开蓄电池总开关。

SCR系统的故障暂时不影响发动机的正常工作，但不能故障持续时间过长。因为SCR系统不正常工作或停止运行时，车辆排放将不能达到标准而污染环境。如果故障持续时间过长，电控系统将降低发动机的功率。SCR系统出现故障时，SCR故障指示灯会点亮。