SCR催化反应单元性能研究

【摘要】催化反应单元是SCR系统的重要组成部分，为了实现SCR系统的实时控制，对催化反应单元进行研究是十分必要的。本文以化学反应动力学为基础，结合详细的化学反应机理，运用反应动力学软件CHEMKIN,对NH3-SCR技术的氮氧化物还原过程的详细化学反应机理进行研究。建立了钒基NH3-SCR系统的详细反应机理模型，并与CHEMKIN软件的完全搅拌反应器（PerfectlyStirredReactor,PSR）模型和蜂窝陶瓷整体反应器(HoneycombMonolithReactor)模型进行耦合,模拟标准SCR反应的反应过程；分析了各种反应条件及反应器参数对钒基催化剂性能的影响。在装有SCR系统的试验柴油机上，通过欧洲稳态十三工况测试法（ESC）进行试验研究，得到发动机的排气特性与NOx排放规律，确定模拟计算的参数设置范围并对比模拟结果，并分析反应动力学模型与反应器数学模型的合理性。建立一种简化的SCR控制模型，使用MATLAB编写控制程序，并在1.6GHz的电脑上运行。在温度小于720K时使用隐式方法来求解氨的覆盖率，在温度大于720K时使用一阶简化模型来求解。本文通过仿真模拟得到在SCR反应过程中，NH3、NO、H2O及各种表面物种浓度随催化器轴向距离的变化规律；NO的转化效率与NO初始浓度、NO/NH3摩尔比、空速有关。在简化模型中，当计算步长增大时，模型的计算结果能保持稳定，且误差在允许范围内，计算速度较原始模型有大幅度提高。
【作者】刘轶；
【导师】陈凌珊；
【作者基本信息】上海工程技术大学，车辆工程，2013，硕士
【关键词】柴油机；NH3-SCR控制技术；催化剂；反应机理；简化模型；

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