Urea-SCR催化器熱失活特性數(shù)值仿真.pdf

1、隨著我國(guó)排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，NOx排放限值不斷降低。柴油機(jī)僅依靠機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)已不能滿足NOx排放要求，因此有必要采取機(jī)外控制措施。SCR技術(shù)是控制柴油機(jī)NOx排放的有效手段。法規(guī)要求SCR催化器的耐久性里程不得少于16萬(wàn)公里。針對(duì)法規(guī)要求，本文對(duì)SCR催化器的熱失活特性展開(kāi)數(shù)值研究。
　　基于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基本理論，結(jié)合NH3-SCR反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)速率模型、傳熱傳質(zhì)模型和儲(chǔ)放氨模型，建立了SCR催化器單孔道反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。采用Fluen

2、t耦合 Chemkin的技術(shù)路線，對(duì)孔道內(nèi)的多相催化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行模擬，得到NO濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布規(guī)律，并進(jìn)行SCR催化器性能臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明轉(zhuǎn)化效率的仿真值與試驗(yàn)值一致性較好，驗(yàn)證了單孔道反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　分析SCR催化器的老化形式，并從催化劑顆粒直徑和反應(yīng)速率變化的角度對(duì)催化劑熱失活特性進(jìn)行研究?；诜磻?yīng)動(dòng)力學(xué)模型，考慮SCR催化劑相對(duì)活性的降低，建立SCR催化器熱失活動(dòng)力學(xué)模型。
　　根據(jù)快速老化循環(huán)，采用單

3、孔道模型進(jìn)行催化器熱失活過(guò)程的數(shù)值模擬，得出催化器熱失活前后孔道內(nèi)的NO濃度場(chǎng)以及溫度場(chǎng)的分布規(guī)律，得出不同熱失活階段后催化劑相對(duì)活性、NO轉(zhuǎn)化效率以及催化器起燃特性的變化規(guī)律。為了研究催化劑相對(duì)活性沿載體徑向的變化情況，建立SCR催化器二維流動(dòng)模型，模擬載體入口處的溫度變化，并以載體不同徑向處的溫度為單孔道的初始條件計(jì)算催化劑的平均粒徑和相對(duì)活性變化。最后利用Matlab軟件計(jì)算出不同熱失活階段后催化劑平均顆粒直徑沿載體軸向截面的分布