1.1 选题背景及研究意义

近年来，由于我国工业的高速发展，环境污染问题日益严重，全国各地空气质量下降，伴随有雾霾、酸雨等现象，这些情况也越来越受到大众的重视。国家从2019年开始将实施国六标准，对于机动车污染物的排放要求也越来越严格，这也意味着以后设计生产汽车时对于排放控制方面将面临着更多的挑战。对柴油车而言，其产生的尾气中含有的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO_x）、颗粒物（PM）等有害物质排放到大气中对生态环境造成了很严重的影响，因此，控制柴油车尾气中NO_x、PM的排放变得尤为重要，这就要求我们在柴油机排放方面加以研究进一步控制尾气的排放。

1.2 国内外研究现状

目前而言，控制柴油机排放的方式主要有两种：机内净化和排气后处理。而柴油机的排气后处理又主要分为两条技术路线，一是优化燃烧 选择性催化还原（SCR）技术路线，二是废气再循环（EGR） 颗粒过滤器（DPF）技术路线。我国的排放法规体系和技术路线借鉴和沿用的是欧洲的体系，各主要柴油机厂和车厂也多是采用SCR技术。

柴油机SCR尾气后处理，是针对在废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）及颗粒（PM）等排放物得到有效控制并达到法规的要求，最后对发动机排出尾气中含量较高的氮氧化物（NO_x）再利用专门的车载后处理系统进行处理的一种尾气处理策略。SCR 尾气后处理系统主要由催化器，尿素箱，尿素供给单元，尿素喷嘴，氮氧化物传感器，排气温度传感器，环境温度传感器，压差传感器，喷射线管路，压缩空气罐，空气滤等组成。日本、德国、美国以及一些其他的发达国家发展SCR技术相对比较早，一些公司以及科研单位研发的SCR技术和工艺已经比较成熟。戴姆勒-克莱斯勒公司把重型柴油机的排放控制作为 SCR 技术的研发重心，沃尔沃公司目前已经把 SCR 技术作为提高燃油经济性的突破口，取得了十分显著的效果，并且在卡车上也采用了 SCR 技术，博世公司研究了可以精确计算尿素喷射量的 SCR 系统，为 SCR 的进一步研发提供了技术支持^[10]。国内SCR技术起步相对较迟，很多公司都引进国外成熟的技术设备，同时组织科研团队对国外的先进技术进行学习，并在此基础上开发具有自主知识产权的成果。近年来，随着我国排放法规的不断严格，SCR技术的研究也在不断深入和发展。

SCR脱硝技术的核心是催化反应，成功开发用于催化反应的催化剂是关键，因此，在SCR尾气后处理中，催化剂的研究和应用起着至关重要的作用。目前所使用的催化剂主要有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂、钙钛矿型催化剂、分子筛催化剂以及碳基催化剂等。贵金属催化剂和金属氧化物催化剂等在早期就开始使用，研究运用较为成熟，但也存在许多不足。近年来，分子筛催化剂的SCR反应机理的研究一直是关注的热点，分子筛催化剂绿色无毒，成本低，反应活性高，具有较宽的温度窗口、适宜的酸度以及较好的稳定性。根据其活性组分类可以分为铁基分子筛催化剂和铜基分子筛催化剂两大类。^[11]本项目就主要针对分子筛催化剂进行试验研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

1、SCR催化器的结构设计

针对后处理系统的要求用Creo进行催化器结构建模

2、催化剂的选择和实验方案

用Cu-SSZ-13催化剂进行台架试验评价，在试验台上进行NO_x转化效率、催化剂储氨特性和氮氨比对转化效率影响的实验。

3、SCR台架实验参数的分析优化

根据台架试验所得数据进行分析以及参数优化。