SCR催化劑氨存儲模型的研究及其在老化評價上的應用.pdf

1、柴油機排放的氮氧化物（NOx）和顆粒物（PM）給大氣環(huán)境帶來了嚴重的污染。大氣污染問題則催生了日益嚴格的柴油機排放標準。因此，降低柴油機NOx的排放變得更加迫不及待。目前，尿素選擇性催化還原技術（Urea-SCR）是公認的降低柴油機 NOx排放最為有效的技術之一。但是，Urea-SCR技術的SCR反應模型不夠完善而且在應用過程中也出現了氨泄漏及催化劑老化等問題。因此，本文基于對NH3吸附脫附反應動力學模型的研究建立了SCR催化劑氨存儲模

2、型，并利用該模型對SCR催化劑的穩(wěn)態(tài)氨存儲特性、動態(tài)氨存儲及水熱老化評價問題進行了研究。
　　首先，基于SCR催化劑在微型固定床上的NH3吸附脫附試驗，建立了NH3在SCR催化上的單活性位和雙活性位吸附脫附反應動力學模型，并采用粒子群算法對兩種模型參數進行辨識優(yōu)化。對比吸附脫附試驗結果表明，雙活性位反應動力學模型比單活性位反應動力學模型能更精準地描述NH3在SCR催化劑上的吸附脫附過程。
　　其次，在雙活性位吸附脫附反應動力

3、學模型的基礎上，建立了適用于涂覆型蜂窩狀SCR催化劑的氨存儲模型，并用試驗數據對模型的參數進行了辨識優(yōu)化及對模型的普遍適用性進行了驗證。利用氨存儲模型對SCR催化劑氨存儲特性的研究結果表明：飽和總存儲量隨溫度的降低、入口NH3濃度的升高而升高，但是基本不受空速的影響；穩(wěn)定總存儲量隨溫度的降低、空速的升高而升高，但是基本不受入口NH3濃度的影響。隨著溫度的升高、空速的升高以及入口NH3濃度的升高，動態(tài)氨存儲時間均會縮短。
　　最后，

4、利用不同程度水熱老化后催化劑在150℃的NH3吸附脫附試驗數據對氨存儲模型參數重新進行辨識優(yōu)化，并對比分析不同程度水熱老化后的氨存儲模型參數以及對不同程度水熱老化后SCR催化劑的氨存儲特性進行研究。研究結果表明：隨著水熱老化溫度的升高，弱吸附位的脫附反應活化能基本保持不變，而強吸附位的脫附反應活化能則逐漸降低，強吸附位和弱吸附位的吸附容量也逐漸降低，催化劑孔隙率會減小，有效擴散系數也會減小。隨著水熱老化溫度的升高，水熱老化后SCR催化劑