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摘要：本文针对柴油机尾气后处理系统相关内容展开分析，结合尾气后处理混合器对NH3分布均匀性影响实验，内容包括建立结构计算模型、进行模型参数设计、确定NH3均匀性评价指标、仿真实验过程分析、实验结果整理等，通过研究控制尿素喷入计量、加强催化器燃油检查、拟定应急处理措施、做好日常养护工作等注意事项，其目的在于采集柴油机尾气后处理混合器工作数据，为后续工作活动的有序开展奠定基础。
Abstract： This article analyzes the related content of diesel engine exhaust gas aftertreatment system， combined with the experiment on the influence of exhaust gas aftertreatment mixer on the uniformity of NH3 distribution. The content includes the establishment of structural calculation model， model parameter design， determination of NH3 uniformity evaluation index， and simulation experiment process Analysis and analysis of experimental results， etc.， through research on controlling urea injection metering， strengthening catalyst fuel inspection， formulating emergency treatment measures， and doing daily maintenance work. The purpose is to collect diesel engine exhaust gas after-treatment mixer work data for follow-up The orderly development of work activities lays the foundation.
关键词：柴油机;计算模型;尾气后处理混合器;仿真实验
Key words： diesel engine;calculation model;exhaust gas aftertreatment mixer;simulation experiment
中图分类号：U464.172 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）20-0013-02
0 引言
柴油机作为机动车运行过程中的重要工具，加强尾气处理工作也是设备工作期间需要重点关注的内容。从目前的应用情况来看，应用较多的后处理技术主要会将32.5%尿素水溶液来作为工作时的还原剂，随后借助催化还原反应来达到清除污染物的目的。在系统工作期间，前端NH3和NOX混合分布的均匀性也会对系统转化率带来较大干扰，做好均匀分布影响数据的整理工作，能够积累可靠的应用数据，找到系统工作时的平衡参数，这对于系统工作性能的稳定提升也有着积极地促进作用。
1 柴油机尾气后处理系统相关内容概述
选择性催化还原技术（SCR）的工作原理以32.5%的尿素水溶液为还原剂根据柴油机的运行工况通过计量泵向SCR前端喷射尿素水溶液，尿素水溶液经过雾化、蒸发、热解、水解最终生成NH3，进入SCR在催化剂的作用下经过化学反应最终把尾气中NOX污染物反应生成无毒无害的N2和H2O分子，具体反应过程如图1所示。
SCR 催化器内的主要反应化学式如下：①4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;②2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O;③4NH3+5O2→4NO+6H2O;④4NH3+4NO+3O2→4N2O+6H2O。其中①式稱为标准SCR反应是柴油机尾气NO还原成N2最主要的反应过程;②式称为快速SCR反应其优先级要优于标准SCR反应，尾气中NO2主要通过此反应进行还原。③、④属于SCR催化器内的副反应，主要发生在高温环境中，严重制约了NOX的转化效率。
2 尾气后处理混合器对NH3分布均匀性影响分析
2.1 建立结构计算模型 在对系统影响性进行综合分析时，首要任务便是建立可靠的结构计算模型，以便其他参数的顺利计算。在模型建立过程中，会借助Solidworks软件来辅助系统结构的设计和建模，如图2所示，利用软件建立了比较典型的SCR 结构模型，据图可以看出，由于空间上的限制导致入口水平烟道上具有单侧扩张结构，同时，为引导烟气在烟道与装置内的均匀流动，系统内设计了多处导流板与均流格栅，这不利于喷氨格栅各支管与S-2上区域间对应关系的确定。针对烟道横向与纵向方向上烟气不均现象都需要进行喷氨量分布调整的情况，喷氨格栅结构一共有 24 根喷氨支管，分为 4 排6 列，即把入口烟道分成了24 个可以独立控制喷氨量的区域，以满足系统稳定工作的基础需求。
并且在SCR 系统网格模型应用中，也会对其应用区域进行划分，如划分成尿素热解区域、尾气混合区域、催化反应区域等，根据区域来采集相关的数据信息，以满足具体地应用需求。
Abstract： This article analyzes the related content of diesel engine exhaust gas aftertreatment system， combined with the experiment on the influence of exhaust gas aftertreatment mixer on the uniformity of NH3 distribution. The content includes the establishment of structural calculation model， model parameter design， determination of NH3 uniformity evaluation index， and simulation experiment process Analysis and analysis of experimental results， etc.， through research on controlling urea injection metering， strengthening catalyst fuel inspection， formulating emergency treatment measures， and doing daily maintenance work. The purpose is to collect diesel engine exhaust gas after-treatment mixer work data for follow-up The orderly development of work activities lays the foundation.
关键词：柴油机;计算模型;尾气后处理混合器;仿真实验
Key words： diesel engine;calculation model;exhaust gas aftertreatment mixer;simulation experiment
中图分类号：U464.172 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）20-0013-02
0 引言
柴油机作为机动车运行过程中的重要工具，加强尾气处理工作也是设备工作期间需要重点关注的内容。从目前的应用情况来看，应用较多的后处理技术主要会将32.5%尿素水溶液来作为工作时的还原剂，随后借助催化还原反应来达到清除污染物的目的。在系统工作期间，前端NH3和NOX混合分布的均匀性也会对系统转化率带来较大干扰，做好均匀分布影响数据的整理工作，能够积累可靠的应用数据，找到系统工作时的平衡参数，这对于系统工作性能的稳定提升也有着积极地促进作用。
1 柴油机尾气后处理系统相关内容概述
选择性催化还原技术（SCR）的工作原理以32.5%的尿素水溶液为还原剂根据柴油机的运行工况通过计量泵向SCR前端喷射尿素水溶液，尿素水溶液经过雾化、蒸发、热解、水解最终生成NH3，进入SCR在催化剂的作用下经过化学反应最终把尾气中NOX污染物反应生成无毒无害的N2和H2O分子，具体反应过程如图1所示。
SCR 催化器内的主要反应化学式如下：①4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O;②2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O;③4NH3+5O2→4NO+6H2O;④4NH3+4NO+3O2→4N2O+6H2O。其中①式稱为标准SCR反应是柴油机尾气NO还原成N2最主要的反应过程;②式称为快速SCR反应其优先级要优于标准SCR反应，尾气中NO2主要通过此反应进行还原。③、④属于SCR催化器内的副反应，主要发生在高温环境中，严重制约了NOX的转化效率。
2 尾气后处理混合器对NH3分布均匀性影响分析
2.1 建立结构计算模型 在对系统影响性进行综合分析时，首要任务便是建立可靠的结构计算模型，以便其他参数的顺利计算。在模型建立过程中，会借助Solidworks软件来辅助系统结构的设计和建模，如图2所示，利用软件建立了比较典型的SCR 结构模型，据图可以看出，由于空间上的限制导致入口水平烟道上具有单侧扩张结构，同时，为引导烟气在烟道与装置内的均匀流动，系统内设计了多处导流板与均流格栅，这不利于喷氨格栅各支管与S-2上区域间对应关系的确定。针对烟道横向与纵向方向上烟气不均现象都需要进行喷氨量分布调整的情况，喷氨格栅结构一共有 24 根喷氨支管，分为 4 排6 列，即把入口烟道分成了24 个可以独立控制喷氨量的区域，以满足系统稳定工作的基础需求。
并且在SCR 系统网格模型应用中，也会对其应用区域进行划分，如划分成尿素热解区域、尾气混合区域、催化反应区域等，根据区域来采集相关的数据信息，以满足具体地应用需求。