论文部分内容阅读
汽车工业发展到现代,由于能源危机和大气污染的问题,已经进入了追求经济性+排放特性的时期,发动机NOx控制是其中一项极其关键的技术,对减少全球NOx排放具有非常重要的意义。通过目前世界上控制发动机NOx排放的两条路线对比得出选择性催化还原(SCR)是目前最有效的也是最适合我国国情的柴油机NOx控制技术。针对不同NOx排放水平的发动机,快速设计开发出与之匹配的SCR催化器系统,己成为迫在眉睫的任务。本文中所研究的SCR催化器以尿素水溶液为还原剂,在深入理解Urea-SCR催化器系统反应理论的基础上,建立了可以计算SCR催化器系统NOx转化率的数值模型,并通过仿真模拟,得出SCR催化器内部运动规律。主要有排气在催化器内的走向,尿素水溶液的一系列变化,从蒸发分解到和废气混合发生催化还原反应。主要研究内容有：1、先通过以往文献了解催化器的系统工作原理和总的时间标尺,总结SCR催化器系统建模过程中所涉及到的相关理论和数学模型。基于AVL FIRE软件平台,在计算流体动力学模型基础上加入了尿素分解反应与SCR反应动力学模型,实现了较完整和理想的车用SCR催化器系统催化还原反应过程的三维模型。2、气体流场和组分浓度的分布,最能反映一台催化设备的性能好坏,使用普通的SCR催化器模型,模拟分析其中的速度、温度、压力和还原剂NH3的分布。并且比较计算反应温度对SCR催化器转化效率的影响,为下一步的SCR催化消声系统的模拟提供可参考的结构性能评价参数。3、将SCR催化器与消声器结合,在已分析的普通SCR催化器基础上对SCR催化消声器进行模拟计算,并着重分析加入消声器后系统中各组分的运动反应情况,并将转化率与同等条件下普通SCR催化器转化效率进行比较,这些工作对车用Urea-SCR系统结构设计有非常重要的意义。