SCR国内外技术现状.doc

精品文档SCR技术国内外研究与应用现状 SCR技术原理由美国安格(Engelhard)公司发现，并于1957年申请专利。上世纪70年代末首先在锅炉产业上成功投入商业运行。现在SCR技术已经成为世界上应用最广泛、最成熟和最有效的烟气脱硝技术。近年来，随着各国对柴油机排放的控制日益严格， 利用SCR技术降低柴油机NOx排放成为新的研究热点。尿素供给系统是SCR系统的重要部分，作用是保证SCR系统较高的转化效率下，通过计量系统将一定浓度的尿素溶液定量地喷入排气管，最终经过蒸发热解的过程到达催化器进行催化还原反应。尿素供给系统按照供给方式可分为有空气辅助和无空气辅助的喷射系统。目前国内应用较多的是利用空气辅助喷射方式，采用这种方式借助压缩空气对尿素进行喷射雾化。其优点是雾化效果好，尿素雾化液滴小。但是由于压缩空气系统会导致供给系统复杂，成本高，而且输送管路中尿素水溶液中的水分蒸发会使尿素晶体析出，堵塞喷嘴。在SCR技术应用初期，格兰富(GRUNDFOS)、博世(BOSCH)、欧博耐尔(ALBONAIR)和康明斯(C删INS)等均推出了有压缩空气辅助式尿素喷射系统。 无压缩空气辅助的尿素喷射系统可以使系统简单，尿素喷射可以精确控制，但是雾化效果差，需要较高的喷射压力，影响SCR转化效率。因此应用不多，尚在研究之中。为适应不同市场的需求，尿素供给系统制造商也都研制了自己的无压缩空气辅助的喷射系统。格兰富(GRUNDFOS)、博世(BOSCH)、天耐克(TD州ECO)等公司也推出了无压缩空气辅助的尿素喷射系统。目前国内车用市场SCR技术相对比较成熟，应用比较广泛，但船用市场的SCR技术才刚起步，TENNECO公司设计名为ELIMNOx的SCR后处理系统，可降低NOx约95。ELIMNOx系统通过尿素水溶液的循环对喷嘴进行冷却。其控制器采用了一种能自动适应需求的软件，按照需求提供单独的程序，这样在瞬态测试模式下，也能取得很好的NOx转化效率。ELIM-NOx系统通过各种传感器来测量NOx排放、排气温度和其他发动机参数控制尿素供给量。欧美多数柴油机与汽车厂商已研发出较为成熟的柴油机SCR系统。格伦德福斯一托普索Urea-SCR系统由丹麦格伦德福斯和托普索科技公司合作研发的卡车新型催化转化器。该系统可节省4的耗油量，减少纳米级的PM排放量一半，大幅降低NOx和烃类的排放量，减少了柴油燃烧时产生的异味。 戴姆勒克莱斯勒在2007年底特律车展上，展出了采用尿素SCR(选择还原催化剂)系统的SUV(多功能运动车)“GL级车的柴油概念车“Vision GIA20BLUETEC。该车在具有213kW(290PS)的最大输出功率和700Nm的最大扭矩的同时，实现了10.2km/L的燃效，连续行驶距离为960km以上。尾气处理装置并未采用NOx(氮氧化合物)吸附还原催化剂及SCR的“阶段1”系统BLUETEC，而是采用尿素SCR的“阶段2”系统。尾气处理装置阶段2系统可将排放的NOx减少80，达到了美国Tier2Bin5的规定值。康明斯采用“集成式排放控制系统IEM技术，结合缸内净化和排气后处理技术，实现了全过程控制。IEM系统采用选择性催化还原，电控单元会根据发动机的运行状况，准确地将尿素溶液定量注入排气管中，对发动机与SCR后处理系统进行了同步控制，有效降低了柴油机的NOx排放。为确保SCR系统正常工作，康明斯ElM系统带有全自动的车载排放诊断系统(OBD，On Board Diagnostic)，可以通过驾驶室的仪表指示，实时了解SCR系统的运行情况。 目前国内车用市场SCR技术相对比较成熟，应用比较广泛，但船用市场的SCR技术才刚起步，其难点在1、 起步怠速阶段，排气温度较低，NOx与NH3的反应效率较低；2、 系统成本高，初期投资高、保养费用高，需要一套复杂的调节还原剂喷射的控制系统；3、 NH3泄漏控制。尾气中NOx含量计算误差，喷射系统对控制系统命令的执行误差，催化器内还原反应不彻底，考虑到传感器的精度，反应速度，喷射器的喷射精度等受多方面原因的制约，NH3会有部分泄露，污染环境；4、 船用发动机背压要求高，一般在1-1.5kPa左右；5、 因船用发动机功率较大，所需催化剂量较大，导致吹