【摘要】：為了滿足MARPOL公約Tier III對船舶柴油機氮氧化物排放的限制要求,航運界一直在探索可行的NOx減排措施。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是公認(rèn)的能夠降低氮氧化物排放的有效措施之一。柴油機SCR系統(tǒng)中,合理的尿素噴射控制策略對于充分發(fā)揮SCR系統(tǒng)的催化還原性能具有重要意義,為此本文以6105AZLD型柴油機SCR系統(tǒng)為研究對象,對SCR系統(tǒng)尿素噴射控制策略進(jìn)行研究。首先,對6105AZLD型柴油機SCR系統(tǒng)進(jìn)行了性能試驗,獲得相關(guān)試驗數(shù)據(jù)。基于試驗數(shù)據(jù)利用AVL BOOST軟件建立了目標(biāo)柴油機SCR催化劑模型,并采用遺傳算法對SCR催化劑模型所涉及的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行辨識,使SCR催化劑模型性能與實際催化劑性能相符。然后,制定了目標(biāo)柴油機SCR系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)尿素噴射控制策略,利用SCR催化劑模型確定了目標(biāo)柴油機SCR系統(tǒng)各穩(wěn)態(tài)工況下的最佳氨氮比以及最佳尿素噴射量。采用D2試驗循環(huán)對目標(biāo)柴油機SCR系統(tǒng)NOx排放進(jìn)行試驗,試驗結(jié)果為2.14g/kWh,驗證了穩(wěn)態(tài)尿素噴射控制策略的有效性,同時SCR催化劑模型仿真結(jié)果與試驗結(jié)果很好的吻合也進(jìn)一步驗證了SCR催化劑模型的準(zhǔn)確性。最后,利用SCR催化劑模型仿真研究了溫度、空速以及氨氮比對SCR催化劑儲氨特性的影響以及SCR催化劑儲氨量對NOx轉(zhuǎn)化效率和NH3逃逸率的影響。仿真結(jié)果表明：相同空速下,溫度增大后催化劑儲氨能力顯著降低,催化劑飽和儲氨量隨溫度升高呈線性減小的趨勢；相同溫度下,空速增大后加快了NH3泄漏,隨著空速的增大催化劑飽和儲氨量逐漸減小。在低溫時,NOx轉(zhuǎn)化效率隨儲氨量增大而提高,隨著溫度的升高儲氨量對NOx轉(zhuǎn)化效率的影響逐漸減小。工況變化時催化劑儲氨特性對NH3逃逸率產(chǎn)生很大的影響,催化劑溫度和空速快速升高時,催化劑實際儲氨量超過當(dāng)前工況的飽和儲氨量,從而造成大量NH13逃逸。綜合考慮催化劑儲氨特性對NOx轉(zhuǎn)化效率和NH3逃逸率的影響,提出了基于SCR催化劑儲氨特性的尿素噴射控制策略,該控制策略可以使SCR系統(tǒng)在變工況過程中既能有較低的NH3逃逸率又能獲得較高的NOx轉(zhuǎn)化效率。
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.121

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