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尿素SCR系统催化转化性能模拟及控制策略研究
| 论文题名： | 尿素SCR系统催化转化性能模拟及控制策略研究 |
| 关键词： | 柴油机;氮氧化物;尿素;催化还原;控制策略 |
| 摘要： | 柴油机尿素SCR技术通过将32.5％的尿素水溶液喷入排气管中，在催化剂的作用下将排气中的氮氧化物还原为氮气和水。这一后处理技术是目前我国车用柴油发动机达到国Ⅳ和国Ⅴ排放标准的最佳技术路线之一。本文对尿素SCR系统的组成以及工作原理做了详细的分析，论文的主要研究内容包括以下几个方面： (1)根据多孔介质假设，并结合改进型的HSO型催化器化学反应模型建立了一维数值模拟模型。并通过与文献中的实验数据对比对模型进行了验证，结果表明本文建立的一维HSO模型可以较好的对催化器内部的化学反应特性进行模拟。 (2)利用所建立的HSO模型对影响其催化转化性能的因素进行了研究。结果表明，当排气中NO2占NOx含量50％时，系统转化效率最大，起燃温度最低；前氧化装置在低温时可以显著提高催化剂的活性，温度较高时效果有限；还原剂的用量不仅要考虑NOx的转化效率，也要考虑氨气的滑失和利用效率，对于HSO系统催化转化效率不能完全代表还原剂的利用效率；对空速的研究表明，空速降低可以增加系统转化效率，但是当空速降低到一定范围时，其影响很小；对H2O和SO2的研究表明，在低温范围H2O抑制催化剂的活性，而SO2在一定程度上可以提高系统转化效率。 (3)对尿素喷射量的计量策略和修正策略进行了详细的分析研究；并针对行驶和冷启动两种情况提出了控制策略，对尿素SCR系统解冻成功与否的判定策略进行了实验研究，结果表明通过监视尿素泵压力来判定系统是否开始解冻和是否成功解冻是有效的；解冻实验表明对尿素SCR系统尿素箱用循环水加热，对输送管道用电加热的方式可以快速有效的对系统进行解冻，在环境温度为-20℃时，30min内可以解冻，环境温度为-30℃以下时，50min左右解冻。 |
| 作者： | 鲍军 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 龚金科;谭理刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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