基于釩基的車(chē)用柴油機(jī)尿素——選擇性催化還原系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著國(guó)家對(duì)柴油機(jī)排放法規(guī)日益嚴(yán)格,重型柴油機(jī)僅依靠機(jī)內(nèi)凈化措施難以滿足國(guó)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(jī)排氣后處理技術(shù)中,尿素-選擇性催化還原(Urea—Selective Catalytic Reduction)技術(shù)以它特有的經(jīng)濟(jì)性、高效性被認(rèn)為是最具有前途的技術(shù)之一,尤其針對(duì)重型柴油機(jī)的NOx排放。
　　 目前Urea-SCR系統(tǒng)在我國(guó)的重型柴油機(jī)上已經(jīng)開(kāi)始使用,但還存在尿素噴射量與工況匹配不

2、當(dāng)、尿素結(jié)晶、NH3泄露等問(wèn)題。引起這些問(wèn)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(dāng)所造成。
　　 影響柴油機(jī)Urea-SCR系統(tǒng)NOx轉(zhuǎn)化效率的因素很多,柴油機(jī)的排氣背壓就是其中一個(gè)因素。本文從排氣背壓對(duì)尿素噴射量和尿素溶液在排氣管內(nèi)的霧化效果兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,排氣背壓波動(dòng)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(dòng)所帶來(lái)的影響,同時(shí)也可以使尿素

3、溶液在排氣管內(nèi)的霧化效果更好,并對(duì)尾氣的壓力和流速無(wú)明顯的影響。為了保持尿素噴嘴前后壓差為恒定值,設(shè)計(jì)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置。
　　 針對(duì)目前國(guó)內(nèi)所使用的基于Map圖開(kāi)環(huán)控制的SCR系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析,歸納總結(jié)了基于Map圖開(kāi)環(huán)控制策略的主要誤差來(lái)源:NOx生成量預(yù)計(jì)誤差、NOx轉(zhuǎn)化效率誤差、氨氮比誤差。基于三方面的誤差來(lái)源經(jīng)過(guò)推導(dǎo),得出了基于Map圖的開(kāi)環(huán)控制相對(duì)誤差表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上分析出NOx生成量預(yù)計(jì)誤差對(duì)整個(gè)控制影響最大；開(kāi)

4、環(huán)控制策略難以滿足國(guó)五及以上排放法規(guī),要滿足國(guó)五排放法規(guī)需采用先為先進(jìn)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(shù)路線。
　　 實(shí)現(xiàn)基于模型閉環(huán)控制的SCR系統(tǒng),SCR催化器數(shù)學(xué)模型是其核心模塊。SCR催化器模型能實(shí)時(shí)計(jì)算催化器表面氨吸附量,能有效的抑制由于催化劑的儲(chǔ)氨特性所帶來(lái)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(zhuǎn)化效率。本文基于釩基催化劑,根據(jù)Eleay-Riead表面化學(xué)