基于釩基的車用柴油機尿素——選擇性催化還原系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著國家對柴油機排放法規(guī)日益嚴格,重型柴油機僅依靠機內(nèi)凈化措施難以滿足國Ⅵ及以上階段排放限值的要求,須增加排氣后處理系統(tǒng)。在眾多的柴油機排氣后處理技術中,尿素-選擇性催化還原(Urea—Selective Catalytic Reduction)技術以它特有的經(jīng)濟性、高效性被認為是最具有前途的技術之一,尤其針對重型柴油機的NOx排放。
　　 目前Urea-SCR系統(tǒng)在我國的重型柴油機上已經(jīng)開始使用,但還存在尿素噴射量與工況匹配不

2、當、尿素結晶、NH3泄露等問題。引起這些問題的因素較多,既有由于外界干擾所引起,也有SCR自身控制策略不當所造成。
　　 影響柴油機Urea-SCR系統(tǒng)NOx轉化效率的因素很多,柴油機的排氣背壓就是其中一個因素。本文從排氣背壓對尿素噴射量和尿素溶液在排氣管內(nèi)的霧化效果兩個方面進行了研究。研究結果表明,排氣背壓波動越大,影響尿素溶液噴射量的程度越大。保持尿素噴嘴前后壓差為定值可以有效的降低排氣背壓波動所帶來的影響,同時也可以使尿素

3、溶液在排氣管內(nèi)的霧化效果更好,并對尾氣的壓力和流速無明顯的影響。為了保持尿素噴嘴前后壓差為恒定值,設計了相關的實驗裝置。
　　 針對目前國內(nèi)所使用的基于Map圖開環(huán)控制的SCR系統(tǒng)進行了研究分析,歸納總結了基于Map圖開環(huán)控制策略的主要誤差來源:NOx生成量預計誤差、NOx轉化效率誤差、氨氮比誤差?；谌矫娴恼`差來源經(jīng)過推導,得出了基于Map圖的開環(huán)控制相對誤差表達式。在此基礎上分析出NOx生成量預計誤差對整個控制影響最大；開

4、環(huán)控制策略難以滿足國五及以上排放法規(guī),要滿足國五排放法規(guī)需采用先為先進的閉環(huán)控制策略,而基于模型的SCR閉環(huán)控制策略是其重要技術路線。
　　 實現(xiàn)基于模型閉環(huán)控制的SCR系統(tǒng),SCR催化器數(shù)學模型是其核心模塊。SCR催化器模型能實時計算催化器表面氨吸附量,能有效的抑制由于催化劑的儲氨特性所帶來的影響,提高尿素溶液噴射量與NOx的匹配程度,降低NH3的泄露并提高NOx轉化效率。本文基于釩基催化劑,根據(jù)Eleay-Riead表面化學