Urea-SCR（尿素-選擇性催化還原）技術(shù)是目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)對(duì)排放法規(guī)升級(jí)的最有效技術(shù)。尿素水溶液作為還原劑的供給來源,具有易于存儲(chǔ)、安全性高的特點(diǎn),但尿素分解不完全,發(fā)生副反應(yīng)生成各種副產(chǎn)物,長(zhǎng)久累積形成沉積物堵塞排氣管,使柴油機(jī)的運(yùn)行出現(xiàn)故障。為探究SCR系統(tǒng)沉積物組分、溫度、機(jī)理相互作用機(jī)制,運(yùn)用熱重分析儀,對(duì)沉積物、尿素、縮二脲、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺以及三聚氰胺進(jìn)行加熱分解試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,縮二脲是生成三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺及二酰胺的最重要反應(yīng)物,其自身可以發(fā)生縮合反應(yīng)的特性是導(dǎo)致三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺及二酰胺大量生成的重要原因;認(rèn)為2biuret→ammeline+HNCO+2H₂O是生成三聚氰酸二酰胺的重要路徑。異氰酸未能及時(shí)完全水解是形成沉積物的根本原因。三聚氰酸一酰胺及二酰胺是生成高分子聚合物蜜白胺(C₆H₉N₁₁)、蜜勒胺(C₆H₆N₁₀)、蜜立胺（（C₆H_... 

【文章來源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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博世Urea-SCR系統(tǒng)示意圖

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文SCR系統(tǒng)尿素沉積物試驗(yàn)與機(jī)理研究8圖1-2選擇性催化還原反應(yīng)原理圖Fig.1-2SchematicdiagramofselectivecatalyticreductionUrea-SCR系統(tǒng)噴射的尿素水溶液在排氣管內(nèi)分兩步反應(yīng)：首先尿素水溶液受熱析出尿素顆粒(N2H4CO)，后尿素顆粒受熱分解為NH3和異氰酸(HNCO)，HNCO再與水發(fā)生水解反應(yīng)，生成為CO2和H2O，反應(yīng)式為(1-1)、(1-2)、(1-3)：N2H4CO(aq)→N2H4CO(s)+H2O(g)(1-1)N2H4CO(s)→HNCO(g)+NH3(g)(1-2)HNCO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2O(g)(1-3)NOX的還原反應(yīng)主要有三個(gè)，分別為基準(zhǔn)SCR反應(yīng)(1-4)、快速SCR反應(yīng)(1-5)以及慢速SCR反應(yīng)(1-6)[20]：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)→4N2(g)+6H2O(g)(1-4)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)→2N2(g)+3H2O(g)(1-5)8NH3(g)+6NO2(g)→7N2(g)+12H2O(g)(1-6)柴油機(jī)尾氣的NOX主要是NO，占總量85%以上，NO2僅占總量的15%，因此基準(zhǔn)SCR反應(yīng)是NOX被氨氣還原的主要反應(yīng)。但快速SCR反應(yīng)的速率更快，是標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)的10倍以上[11,21]，若能提高NO2在尾氣中NOX中的比例，則對(duì)減少NOX的排放量非常有利。Urea-SCR技術(shù)相對(duì)NH3-SCR技術(shù)更安全，但尿素水溶液轉(zhuǎn)化為NH3需要經(jīng)過尿素液滴蒸發(fā)、尿素顆粒熱解、異氰酸水解等一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程，從尿素?zé)峤獾缴蒒H3的準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)SCR系統(tǒng)的技術(shù)要求更高。Urea-SCR系統(tǒng)最為理想的狀態(tài)是尿素水溶液在抵達(dá)催化器前便能在分解管段內(nèi)完全蒸發(fā)并熱解，異氰酸能完全水解，且NH3能保持合適的濃度以避免逃逸造成環(huán)境污染，同時(shí)還能保證NOX能被

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文 SCR 系統(tǒng)尿素沉積物試驗(yàn)與機(jī)理研究酸[55](cyanuric acid,CYA)和氨氣。從縮三脲的生成及分解反應(yīng)可知，其是一種在縮二脲受熱分解過程中生成的不穩(wěn)定的化合物，可認(rèn)為是縮二脲形成三聚氰酸反應(yīng)中出現(xiàn)的一種中間產(chǎn)物。當(dāng)存在水解催化劑且溫度較高時(shí)[56]，縮二脲可以發(fā)生水解反應(yīng)：biuret+H2O→N2H4CO+NH3+CO2。(圖中各符號(hào)意義：“+”代表反應(yīng)物，“－”代表生成物，箭頭指示的是反應(yīng)方向，catalyst 代表催化劑作用)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]柴油機(jī)SCR系統(tǒng)尿素轉(zhuǎn)氨及沉積物形成詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理研究[D]. 余俊波.廣西大學(xué) 2018
[3]基于詳細(xì)尿素沉積物形成機(jī)理的柴油機(jī)SCR系統(tǒng)優(yōu)化研究[D]. 侯鑫.廣西大學(xué) 2016
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本文編號(hào)：3377831