催化反應(yīng)單元是SCR系統(tǒng)的重要組成部分，為了實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制，對催化反應(yīng)單元進(jìn)行研究是十分必要的。本文以化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，運(yùn)用反應(yīng)動力學(xué)軟件CHEMKIN,對NH3-SCR技術(shù)的氮氧化物還原過程的詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究。建立了釩基NH3-SCR系統(tǒng)的詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理模型，并與CHEMKIN軟件的完全攪 拌反應(yīng)器（PerfectlyStirredReactor,PSR）模型和蜂窩陶瓷整體反應(yīng)器(HoneycombMonolithReactor)模型進(jìn)行耦合,模擬標(biāo)準(zhǔn)SCR反應(yīng)的反應(yīng)過程；分析了各種反應(yīng)條件及反應(yīng)器參數(shù)對釩基催化劑性能的影響。在裝有SCR系統(tǒng)的試驗(yàn)柴油機(jī)上，通過歐洲穩(wěn)態(tài)十三工況測試法（ESC）進(jìn)行試驗(yàn)研究，得到發(fā)動機(jī)的排氣特性與NOx排放規(guī)律，確定模擬計(jì)算的參數(shù)設(shè)置范圍并對比模擬結(jié)果，并分析反應(yīng)動力學(xué)模型與反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的合理性。建立一種簡化的SCR控制模型，使用MATLAB編寫控制程序，并在1.6GHz的電腦上運(yùn)行。在溫度小于720K時(shí)使用隱式方法來求解氨的覆蓋率，在溫度大于720K時(shí)使用一階簡化模型來求解。本文通過仿真模擬得到在SCR反...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 氨氣 - 選擇性催化還原(NH3-SCR )技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 NH3 -SCR 催化劑研究現(xiàn)狀
        1.2.2 貴金屬催化劑
        1.2.3 分子篩催化劑
        1.2.4 金屬氧化物催化劑
        1.2.5 NH3-SCR技術(shù)存在的問題
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)及計(jì)算模型
    2.1 化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 基元反應(yīng)動力學(xué)理論
        2.1.2 Arrhenius定律
    2.2 催化反應(yīng)動力學(xué)
        2.2.1 多相催化反應(yīng)基礎(chǔ)
        2.2.2 NH3-SCR多相催化反應(yīng)過程
    2.3 NH3-SCR反應(yīng)原理
    2.4 化學(xué)動力學(xué)計(jì)算模型
第三章 CHEMKIN介紹及NH3-SCR試驗(yàn)裝置
    3.1 CHEMKIN軟件簡介
        3.1.1 完全攪拌反應(yīng)器（PerfectlyStirredReactor,PSR）
        3.1.2 蜂窩陶瓷整體式反應(yīng)器（HoneycombMonolithReactor）
    3.2 柴油機(jī)臺架試驗(yàn)系統(tǒng)
        3.2.1 試驗(yàn)用柴油機(jī)（SC9DF375Q3）
        3.2.2 測功機(jī)（ CW440B－1500/6500）
        3.2.3 柴油機(jī)臺架測控系統(tǒng)的功能（FST2D）
        3.2.4 NH3-SCR系統(tǒng)
    3.3 樣氣采集系統(tǒng)
        3.3.1 樣氣采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能
        3.3.2 氣體分析儀（msk2030）
第四章 釩基NH3-SCR試驗(yàn)結(jié)果分析及機(jī)理研究
    4.1 柴油機(jī)NOx排放測試試驗(yàn)
        4.1.1 ESC試驗(yàn)
        4.1.2 ESC試驗(yàn)參數(shù)的確定
        4.1.3 試驗(yàn)過程
        4.1.4 試驗(yàn)結(jié)果
        4.1.5 柴油機(jī)的排氣特征
    4.2 釩基催化劑的催化機(jī)理
    4.3 建立NH3-SCR反應(yīng)模型
    4.4 催化器模型的參數(shù)設(shè)置
        4.4.1 入口參數(shù)
        4.4.2 出口邊界條件
        4.4.3 載體區(qū)域
        4.4.4 模擬柴油機(jī)尾氣組分
    4.5 結(jié)果與分析
        4.5.1 釩基SCR反應(yīng)規(guī)律
        4.5.2 組分濃度隨軸向距離變化規(guī)律
        4.5.3 覆蓋率隨軸向距離變化規(guī)律
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于狀態(tài)空間簡化的SCR催化劑實(shí)時(shí)控制模型
    5.1 基于狀態(tài)空間的模型
    5.2 模型的建立
        5.2.1 原始模型
        5.2.2 簡化模型
    5.3 ETC試驗(yàn)
    5.4 結(jié)果分析
    5.5 結(jié)論
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3968338