固态铵scr系统的氨分布特性及no_x转化效率研究

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1、————————————————————————固态铵SCR系统的氨分布特性及NOx转化效率研究————————————————————————StudytheDistributionCharacteristicsofAmmoniaandNOxConversionEfficiencyofSolidAmmoniaSCRSystem作者姓名：张凯专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：李君教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月摘要固态铵SCR系统的氨分布特性及NOx转化效率研究汽车数量的增多给人们生活带来了巨大便利，但汽车污染物的排放也引发了严重的环境问题。氮氧化物NOx（NO和NO2

2、的总称）是汽车主要的排放污染物之一，是产生酸雨（烟雾）、生成PM2.5、伤害人体及引起气候变化的主要原因。目前SCR技术是有效处理NOx技术之一，但该技术也存在需要解决的难点，其使用的催化剂和还原剂都是在高温时工作特性较好，因此无法有效降低发动机低温工况下的NOx。固态铵SCR（SSCR）技术能够拓宽NOx催化还原的工作温度窗口，提高发动机低温工况下的NOx转化效率，是应对欧Ⅵ及更高排放法规的有效技术手段。对于SSCR技术的研究，国内外的公司以及高校对铵盐和催化剂的特性做了大量实验，也对SSCR系统进行了实车验证，可是对于NH3与尾气混合特性及低温时NOx转化特性等相关方面的研究还不够深入

3、不够全面。本文在确定SSCR系统使用的还原剂基础上，研究了NH3与尾气在尾气道中的混合、NH3与NOx在催化器中的分布以及低温时NOx的转化效率。工作内容如下：1.应用AVLBOOST软件搭建化学仿真模型，对催化器的活化能与频率因子进行校正，利用AVLFIRE软件建立的仿真模型对NH3与尾气在排气道的混合进行仿真分析，改变喷嘴角度、喷嘴位置、还原剂初始温度等边界条件，然后对比分析喷射AdBlue的SCR系统仿真图形，得出直接喷射NH3时不仅可以缩短排气道的长度，还可以增加喷嘴的安装角度，也不必过多浪费能量来提高NH3的初始温度，而且在直接喷射NH3时NH3的分布情况要远远强于喷射AdBlu

4、e的SCR系统。2.应用AVLFIRE软件搭建NH3分布仿真模型，对NH3在催化器中的分布进行仿真分析，得出直接喷射NH3时，NH3的混合均匀程度很好，对于催化器的结构特性要求较低，比较喷射AdBlue的SCR系统，氨氮比、温度等边界条件的改变对于NH3在催化器中分布影响要小。3.通过改变排气温度、氨氮比、空速等边界条件，本次研究对NOx的转化效率做了大量的仿真研究与实验分析。首先氨氮比对NOx转化效率的影响，得出氨氮比影响值存在一个临界点，研究结果为0.8~0.9。当小于该值时，NOx转化效率随着该值的增加而提高，当超过该值时，NOx转化效率增长缓慢，并且造成了NH3泄漏。其次空速对于N

5、Ox转化效率的影响是复杂的，空速既不能过大，也不能太小，为了能够更好的I利用高空速，提高NOx的转化效率，我们要提高催化器的空速特性，使其在高空速时能够更加有效的工作。最后得出在使用SSCR系统时，低温时NOx的转化效果较好，甚至在150℃时NOx转化效率也达到了30%左右。关键词：固态铵SCR，氨分布特性，NOx转化效率，仿真分析IIABSTRACTStudytheDistributionCharacteristicsofAmmoniaandNOxConversionEfficiencyofSolidAmmoniaSCRSystemTheincreasingofcarownershipd

6、oesn’tonlybringgreatconveniencetopeople'slife,butalsocausesseriousenvironmentalproblem.NOx(NOandNO2)isoneoftheautomobile’spollutants,itisthereasonthatproducessmokeandPM2.5,isharmfulforthehumanbody,andcauseschangeofclimate.NowSCRtechnologyisoneoftheeffectivetreatmentstoNOx,butalsohasdifficultiestob

7、esolved.thecatalystandreducerofthistechnologyhavestrongcharacteristicsinhightemperature,socouldnoteffectivelyreduceemissionofNOxundertheconditionoflowexhausttemperature.SolidammoniumSCR(SSCR)technologycanwidenthe