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《柴油機SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率及氨存儲特性的試驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、柴油機SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率及氨存儲特性的試驗研究研究生：唐煒專業(yè)：動力機械及工程指導(dǎo)老師：蔡憶昔教授——碩士畢業(yè)答辯目錄一研究背景二三四五主要研究內(nèi)容及方法試驗研究結(jié)果及分析總結(jié)與展望在校期間學(xué)術(shù)成果研究背景柴油機排氣有害物比例NOX引起的光化學(xué)污染降低排放選用的后處理手段選擇性催化還原SCR研究背景尿素水溶液在排氣的作用下先熱解釋放出NH3和異氰酸（HNCO），并與排氣中的NOx混合，然后在催化劑的作用下HNCO繼續(xù)水解生成NH3，最終產(chǎn)生的NH3與NOx發(fā)生催化還原反應(yīng)生成N2和H2O。研究背景北理工的姜磊等研究了尿素水溶液的噴射特性，得到了
2、較優(yōu)的參數(shù)清華的趙彥光等研究了催化劑的氨泄漏與氨存儲對尿素噴射控制策略進行了修正韓國Y.S.CHO等利用CFD模擬與實驗結(jié)合，混合器作用下最高可使NOx轉(zhuǎn)化率提高21%美國Ming-FengHsieh等設(shè)計了一種雙SCR催化劑的系統(tǒng)在高溫和低溫區(qū)間均具有良好的NOx轉(zhuǎn)化率主要研究內(nèi)容1.柴油機SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率影響因素試驗NH3/NOx對NOx轉(zhuǎn)化率和NH3泄漏的影響溫度和空速對NOx轉(zhuǎn)化率的影響溫度和空速對反應(yīng)速率的影響噴嘴安裝位置對NOx轉(zhuǎn)化率的影響2.柴油機SCR系統(tǒng)NH3存儲特性的試驗研究溫度和空速對NH3泄漏的影響溫度和空速對催化轉(zhuǎn)化
3、器NH3存儲的影響NH3累積存儲量對NOx實時轉(zhuǎn)化率的影響3.SCR系統(tǒng)降低柴油機NOx排放控制研究方法項目參數(shù)型式直列、水冷、四沖程、干式缸徑×行程80×90mm壓縮比18活塞總排量1.809L標定功率29kW標定轉(zhuǎn)速3000r/min試驗用柴油機臺架柴油機主要技術(shù)參數(shù)研究方法試驗用尿素泵催化轉(zhuǎn)化器封裝體試驗方法SCR后處理系統(tǒng)試驗臺架的布置示意圖SCR控制測試系統(tǒng)主要由壓縮空氣輔助式計量泵、尿素箱、測控單元、SCR催化轉(zhuǎn)化器、溫度傳感器、1號NOx傳感器、2號NOx傳感器和3號NOx傳感器組成。試驗方法NOx傳感器的工作原理NOx傳感器的交
4、叉感應(yīng)系數(shù)K隨溫度變化，數(shù)值0.5~2之間試驗研究結(jié)果及分析在柴油機不同工況時，利用NOx傳感器對NH3的交叉感應(yīng)特性均可間接監(jiān)測催化轉(zhuǎn)化器下游的NH3泄漏NOX轉(zhuǎn)化率隨NH3/NOX的變化試驗研究結(jié)果及分析不同溫度時NOx轉(zhuǎn)化率隨空速的變化曲線NOx轉(zhuǎn)化率隨著溫度的升高而升高，當催化劑溫度達到并超過400℃時，NOx轉(zhuǎn)化率逐漸穩(wěn)定。隨著催化劑空速的升高，NOx轉(zhuǎn)化率呈下降的趨勢，但影響較小。試驗研究結(jié)果及分析空速為19000h-1時催化轉(zhuǎn)化器下游NOx體積分數(shù)變化溫度/℃NOx的累計反應(yīng)量/mol平均反應(yīng)速率/(mol·s-1)3000.00
5、6950.000113500.014120.000434000.011190.000514500.011760.00084空速為19000h-1時催化轉(zhuǎn)化器下游NOX的累計反應(yīng)量和平均反應(yīng)速率的變化試驗研究結(jié)果及分析空速/h-1NOx的累計反應(yīng)量/mol平均反應(yīng)速率/(mol·s-1)130000.034660.00056150000.021100.00054170000.012790.00038190000.014120.00043溫度為350℃時催化轉(zhuǎn)化器下游NOx體積分數(shù)變化溫度為350℃時催化轉(zhuǎn)化器下游NOX的累計反應(yīng)量和平均反應(yīng)速率的
6、變化試驗研究結(jié)果及分析不同噴嘴與催化轉(zhuǎn)化器距離對NOx轉(zhuǎn)化率的影響300℃350℃400℃噴嘴安裝位置試驗研究結(jié)果及分析去除NOx傳感器所測NOx濃度的初始差值，當2號傳感器的所測NOx體積分數(shù)超過3號傳感器時，認為NH3開始泄漏SCR催化轉(zhuǎn)化器下游NOX體積分數(shù)的變化試驗研究結(jié)果及分析不同溫度時氨泄漏時刻隨空速的變化溫度的升高使得NH3在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部的存儲量降低，導(dǎo)致氨泄漏出現(xiàn)的時刻提前?？账偕邥r，不利于NH3在催化劑內(nèi)部進行充分擴散，從而NH3在催化劑活性部位發(fā)生的吸附、解吸和SCR反應(yīng)的機率變小，NH3來不及完全擴展到全部活性部位發(fā)生
7、反應(yīng)即被排氣帶走試驗研究結(jié)果及分析不同溫度時氨飽和存儲量隨空速的變化催化轉(zhuǎn)化器的NH3飽和存儲量隨著溫度的升高而降低，低溫時NH3飽和存儲量較大；空速升高后，催化轉(zhuǎn)換器的NH3飽和存儲量逐漸降低試驗研究結(jié)果及分析催化轉(zhuǎn)化器不同溫度時，NOx實時轉(zhuǎn)化率隨氨累積存儲量的變化試驗研究結(jié)果及分析尿素噴射控制策略試驗研究結(jié)果及分析原機和使用SCR噴射控制策略后的NOx排放對比在300℃~450℃的催化劑活性溫度窗口范圍內(nèi)NOx平均轉(zhuǎn)化率超過75%總結(jié)利用自行設(shè)計的氨泄漏監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)催化轉(zhuǎn)化器下游NH3泄漏的監(jiān)測。NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高，400
8、℃時NOx轉(zhuǎn)化率逐漸趨于穩(wěn)定；空速的升高使得NOx轉(zhuǎn)化率略有所降低。增加尿素噴嘴與催化轉(zhuǎn)化器之間的距離，可提高NOx轉(zhuǎn)化率。溫度或空速升高時，發(fā)生NH
