选择性催化还原（SCR）已经被证明是减少大功率柴油机NO排放最有前景的技术之一。为了满足欧VI法规，即使在低温的条件下，SCR系统也应该达到较高的NO减少效率。在SCR系统中，NH通常由尿素水溶液的喷射来供给，因而它在改善尿素水溶液在低温下的蒸发和分解效率、减少尿素沉积方面是很重要的。
随着排放法规的逐步收紧，NO和PM的排放降低已经成为柴油机应用最大的挑战之一。SCR已经被认为是减少重型车用柴油机的NO排放的最有希望的技术，而且在如今的SCR系统中，尿素水溶液通常被用作还原剂。然而，由于在低排放温度下的尿素不完全分解，沉积会形成，而且它会降低SCR系统的效率和耐久性。
尿素分解的理论反应过程包括尿素热解和异氰酸水解，如下所示：
在排气管中，注入尿素的分解效率受排放温度的显著影响。在185℃时，大约20%的尿素分解生成NH。尿素水溶液壁膜在低温下形成，导致尿素的沉积。TGA和DSC实验显示大多数在低于180℃形成和取样的沉积物是尿素晶体，而且排气管中的尿素沉积物能够在高温排气温度下逐渐分解。在SCR催化剂入口的几次WHTC测试后形成的沉积物也通常通过TGA和DSC来取样和分析，这些沉积物被认为是（HNCO）,在300℃左右时开始分解。
在SCR系统中尿素的水解过程和沉积形成过程方面已经有大量的研究。Dong等人热重分析法(TGA)和和傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)来研究尿素的分解反应和沉积。Xu等人通过实验室尿素滴水试验来模拟SCR系统中的沉积物，而且用TGA、FTIR和X射线衍射的方法研究温度对尿素相关沉积物的影响。Ebrahimian等人发明了一种尿素热分解和蒸发的详细的模型来模拟尿素的分解过程。Smith等人通过光学实验和数值模拟研究研究了搅拌叶片表面沉积物的形成机制。
模拟结果和环境温度20°C/UWS的喷射速率
不同排气温度下壁膜厚度分布的仿真结果。我们发现，壁膜形成于尿素喷射器的下游，而且它被排气吹到排气管的下游，之后由于重力的影响积聚在排气管的底部。200°C时UWS喷雾撞击和壁膜形成的现象是明显的，这与光学实验结果是一致的。当排气温度上升，壁膜的厚度和面积都是减小的。
壁膜厚度分布侧视图
由于UWS蒸发和尿素分解吸收热量，壁膜温度比排气温度更低。当排气温度为200°C左右时，很大面积的壁面温度低于 100°C，在这里水蒸发后尿素沉积。在280°C和360°C时，被壁膜覆盖的壁面区域的温度仍是非常低的，这意味着在高排气温度下，副反应依然能够出现。
壁膜温度分布侧视图
SCR现在已经成为柴油机卡车的标配零部件，但是它的具体原理却少有人了解，大家在现实生活中见过SCR吗？
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