本文關(guān)鍵詞：柴油車WF-DPF和Urea-SCR工作性能的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：隨著我國(guó)區(qū)域性空氣污染加劇,機(jī)動(dòng)車排放法規(guī)日趨嚴(yán)格,在降低機(jī)動(dòng)車污染物排放方面需要機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)與機(jī)外凈化技術(shù)的共同作用。與汽油車相比,柴油車的PM和NOX排放更為突出,通常柴油車PM排放約為汽油車的30~80倍,尤其是在用柴油車,其尾氣污染物排放更多,更加需要進(jìn)行治理。本文利用GT-Power對(duì)壁流式顆粒過(guò)濾器(WF-DPF)和尿素選擇性催化還原器(Urea-SCR)的性能進(jìn)行了模擬研究,分析得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)或影響因素對(duì)WF-DPF過(guò)濾和再生性能以及對(duì)Urea-SCR性能的影響趨勢(shì);并應(yīng)用正交試驗(yàn)法分析得到影響其性能的主要條件。本論文的結(jié)論,可對(duì)已有的WF-DPF或Urea-SCR進(jìn)行性能優(yōu)化,對(duì)在用柴油車的改造具有指導(dǎo)意義。論文主要結(jié)論如下:(1)評(píng)價(jià)壁流式顆粒過(guò)濾器(WF-DPF)過(guò)濾性能的指標(biāo)為初始過(guò)濾效率和需要再生時(shí)的壓降。在一定參數(shù)范圍內(nèi),優(yōu)化WF-DPF的初始過(guò)濾效率時(shí),主要考慮增大過(guò)濾器直徑、壁厚和孔隙率,同時(shí)降低微孔直徑;優(yōu)化壓降時(shí),主要考慮降低通道密度、壁厚和孔隙率,同時(shí)增大過(guò)濾器直徑。本次模擬試驗(yàn)中得到的WF-DPF過(guò)濾性能較優(yōu)的方案為:過(guò)濾器長(zhǎng)度300mm,過(guò)濾器直徑350mm,通道密度150CPSI,壁厚0.3mm,微孔直徑0.015mm,孔隙率0.6,滲透率6.7×10-5mm2,此時(shí)WF-DPF的初始過(guò)濾效率為99.7%,壓降為1.452kPa。(2)評(píng)價(jià)WF-DPF再生性能的指標(biāo)為最大壁面峰值溫度和再生效率達(dá)到90%所需的時(shí)間。在一定參數(shù)范圍內(nèi),優(yōu)化WF-DPF的最大壁面峰值溫度時(shí),主要考慮降低初始沉積的顆粒物密度和排氣溫度;優(yōu)化再生所需時(shí)間時(shí),主要考慮提高排氣溫度和排氣體積流量。本次模擬試驗(yàn)中得到的WF-DPF再生性能較優(yōu)的方案為:初始沉積的顆粒物密度1g/L,排氣體積流量210L/s,排氣中的氧氣濃度16%,排氣溫度450℃,此時(shí)WF-DPF的最大壁面峰值溫度為454.6℃,再生效率達(dá)到90%所需的時(shí)間為175s。(3)評(píng)價(jià)尿素選擇性催化還原器(Urea-SCR)性能的指標(biāo)為對(duì)NO_x的削減效率和出口處NH3濃度。在一定參數(shù)范圍內(nèi),優(yōu)化NO_x的削減效率時(shí),主要考慮提高NO2/NO_x(不高于0.5)和NH3/NO_x;優(yōu)化出口處NH3濃度時(shí),主要考慮降低排氣溫度同時(shí)提高NO2/NO_x。本次模擬試驗(yàn)選出的Urea-SCR性能較優(yōu)的方案為:NH3/NO_x=1.0,NO2/NO_x=0.5,排氣溫度250℃,氧氣濃度為2%。在該方案下,對(duì)NO_x削減效率為93.9%,出口處NH3的濃度為0.85 ppm。
【關(guān)鍵詞】：WF-DPF Urea-SCR 過(guò)濾性能 再生性能 NO_x削減效率
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 研究意義11-12
• 1.3 主要后處理裝置及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 柴油機(jī)主要后處理裝置12-13
• 1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線16-18
• 第二章 WF-DPF和Urea-SCR的結(jié)構(gòu)與技術(shù)原理18-28
• 2.1 壁流式顆粒過(guò)濾器18-23
• 2.1.1 壁流式顆粒過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 壁流式顆粒過(guò)濾器的過(guò)濾機(jī)理19-21
• 2.1.3 壁流式顆粒過(guò)濾器的再生21-23
• 2.2 尿素選擇性催化還原器23-27
• 2.2.1 尿素選擇性催化還原器的結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.2 尿素選擇性催化還原器的工作機(jī)理24-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 壁流式顆粒過(guò)濾器的數(shù)值模擬研究28-54
• 3.1 GT-Power簡(jiǎn)介28-31
• 3.1.1 GT-Power處理平臺(tái)概況28-29
• 3.1.2 GT-Power基本系統(tǒng)方程29-31
• 3.2 壁流式顆粒過(guò)濾器過(guò)濾性能的模擬研究31-43
• 3.2.1 WF-DPF過(guò)濾數(shù)值模型31-33
• 3.2.2 影響過(guò)濾性能的參數(shù)分析33-39
• 3.2.3 影響參數(shù)的主次分析39-43
• 3.3 壁流式顆粒過(guò)濾器再生性能的模擬研究43-53
• 3.3.1 WF-DPF再生數(shù)值模型43-47
• 3.3.2 影響再生性能的因素分析47-50
• 3.3.3 影響因素的主次分析50-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 尿素選擇性催化還原器的數(shù)值模擬研究54-64
• 4.1 尿素選擇性催化還原器（Urea-SCR）模型的建立54-57
• 4.2 反應(yīng)條件對(duì)Urea-SCR性能的影響57-60
• 4.2.1 NH_3/NO_x的影響57-58
• 4.2.2 NO_2/NO_x的影響58
• 4.2.3 排氣溫度的影響58-59
• 4.2.4 氧氣濃度的影響59-60
• 4.3 Urea-SCR反應(yīng)條件影響的主次分析60-62
• 4.3.1 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)60-61
• 4.3.2 仿真試驗(yàn)結(jié)果分析61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-66
• 結(jié)論64-65
• 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：976479