汪安东， 李君， 范鲁艳， 曲大为

(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室， 吉林 长春　130022)



SCR催化器内浓度场影响因素的仿真研究

汪安东， 李君， 范鲁艳， 曲大为

(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室， 吉林 长春130022)

为提高NOx的转化效率，研究了温度、空速、氨氮比和NO与NO2的摩尔比对SCR催化器内浓度场的影响。试验验证了SCR化学反应模型，将准确的化学反应动力学参数输入到Fire软件并建立SCR催化器模型，计算分析SCR催化器内组分浓度场的影响因素。得出以下结论：温度越高，NH3和HCNO的浓度越高；流体涡流为喷雾液滴蒸发和热解提供了有利条件；空速太大，NO的转化效率会降低；当氨氮比为1时，理论上NOx的转化效率达到最高；当氨氮比小于1时，NOx转化效率随氨氮比的升高而升高，但在接近1时候产生氨滑移；当氨氮比大于1时，NOx转化效率变化不大但会产生大量氨滑移。因此最佳的氨氮比应是在保证较小的氨滑移的前提下尽可能提高NOx转化效率。

选择性催化还原； 浓度场； 转化效率； 仿真

近年来，随着柴油机的广泛应用，其NOx排放和颗粒排放的污染越来越严重，针对柴油机排放的法规也越来越严格[1-3]。我国大部分柴油机制造企业根据实际情况，优先选择了缸内优化燃烧+SCR技术作为重型柴油机降低NOx排放的主流技术路线。SCR技术是利用NH3或尿素作为还原性物质，在一定温度和催化剂作用下，将NOx还原为N2和H2O[4-5]。限于测试技术和催化器内流体流动、化学反应过程的复杂性，只能对脱硝过程的速度场、组分浓度场等进行宏观特征的测量，所得的数据较少且具有经验性和局限性。……