車用柴油機NOx凈化過程(SCR、SNCR)的數(shù)值模擬.pdf

1、氮氧化物(NOx)是大氣的首要污染物之一，對人體健康和生態(tài)環(huán)境具有嚴(yán)重危害。中國的NOx排放量不斷增加，氮氧化物的污染控制和治理迫在眉睫。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)具有高效率、搞選擇性和高經(jīng)濟性，成為治理NOx的主流技術(shù)之一。
　　 本文建立了耦合計算流體力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的實際柴油機尿素(Urea)-SCR催化器系統(tǒng)的三維數(shù)值模型，其次，與實驗結(jié)果比較在驗證了解析方法可行性的基礎(chǔ)上，數(shù)值解析了Urea-SCR催化器內(nèi)部的工

2、作過程，探討了還原劑噴射參數(shù)和催化器結(jié)構(gòu)參數(shù)等對催化器性能的影響。解析結(jié)果表明，SCR系統(tǒng)的NOx的還原率在85％以上。
　　 面對我國高含硫柴油的現(xiàn)狀，為了開發(fā)適用于高含硫柴油的車用發(fā)動機尾氣凈化的后處理，本文還深入研究了選擇性非催化還原氮氧化物(SNCR)的方法，在反復(fù)篩選選擇性非催化還原劑的基礎(chǔ)上，本研究首先提出了一種新的適用于SNCR裝置的還原劑-32.5％的甲胺水溶液，描述了32.5％的甲胺水溶液與氮氧化物的反應(yīng)機理，

3、并且，由選擇性非催化還原NOx的基礎(chǔ)實驗確定了NOx轉(zhuǎn)化率與排氣溫度之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，為了數(shù)值模擬SNCR系統(tǒng)的還原過程，本文建立了描述甲胺性質(zhì)的13種物性參數(shù)的數(shù)據(jù)庫并編譯導(dǎo)入通用CFD軟件Fire V2008，并對實驗結(jié)果進行了數(shù)值模擬。
　　 通過SNCR裝置的發(fā)動機臺架性能實驗，表明了以32.5％的甲胺水溶液作為選擇性非催化還原劑的SNCR系統(tǒng)運行穩(wěn)定，SNCR系統(tǒng)的NOx還原率可達到80％以上，并且還給出了NOx