柴油機Urea-SCR系統(tǒng)化學(xué)模型的設(shè)計與仿真研究.pdf

1、當今社會對發(fā)動機排放要求越來越嚴格，如何針對不同排放水平的柴油機，快速開發(fā)出與之匹配的SCR后處理系統(tǒng)，成為亟需解決的難題?；谙冗M的軟件平臺搭建SCR系統(tǒng)的化學(xué)模型，可用于探索SCR系統(tǒng)NOx轉(zhuǎn)化效率的影響因素并進行權(quán)重分析，確定其中的關(guān)鍵因素，這將會對縮短系統(tǒng)開發(fā)周期和提高工作效率都起到非常重要的作用。
　　 本文以MATLAB/Simulink軟件為平臺，通過研究Urea-SCR系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)機理和動態(tài)過程，完成Urea-

2、SCR系統(tǒng)化學(xué)模型的建立與仿真，借助模型探索SCR系統(tǒng)NOx轉(zhuǎn)化效率的影響因素并進行權(quán)重分析，最終確定了關(guān)鍵因素。本文主要研究內(nèi)容為:
　　 (1)完成尿素分解三維模型的建立，分別對Kim、Birkhold和Buchholz提出的三種不同尿素熱解速率方程進行仿真模擬，對比分析了三種速率方程的仿真結(jié)果，最終選定了Birkhold等人提出的尿素熱解反應(yīng)速率方程，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進行了反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)的辨識。而后，利用標定后的尿素分解三維

3、模型計算得到不同排氣流量和溫度下，催化器入口處HCNO的水解率脈譜，并基于該脈譜建立尿素分解一維模型;
　　 (2)對SCR系統(tǒng)催化反應(yīng)的動力學(xué)和熱力學(xué)進行研究，建立了SCR系統(tǒng)催化器模型，可用于計算催化劑通道內(nèi)各氣體組分分布、各反應(yīng)速率分布等。另外，本文也使用催化器模型對低溫SCR反應(yīng)進行了仿真研究;
　　 (3)將尿素分解一維模型和SCR系統(tǒng)催化器模型綜合，得到Urea-SCR系統(tǒng)化學(xué)模型，并根據(jù)試驗結(jié)果對催化器模型