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《上海工程技术大学》 2011年
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降低柴油机NO_x排放的SCR系统性能研究

孙晨  
【摘要】:柴油机作为一种主要动力装置,凭借其在热效率、动力性和燃油经济性等方面的优势,已被广泛应用于交通运输、能源动力和农用机械等重要领域。随着全球排放与控制法规日趋严格,必须结合柴油机尾气后处理技术进一步降低NO_x和微粒排放。为满足欧Ⅳ、欧Ⅴ排放标准,SCR技术已成为中重型柴油机企业首选NO_x净化方案,并日趋为人们接受成为柴油机尾气NO_x后处理的主流研究方向。 全文主要从理论研究、试验研究和仿真研究三方面开展工作。 首先,理论研究主要介绍了柴油机SCR系统的结构组成和技术原理,列举并分析了SCR系统各种不同类型还原剂和催化剂的功能特性,详细阐述了反应温度、空间流速、NH_3/NO_x浓度比以及尿素喷雾等主要因素对SCR系统降低柴油机NO_x排放产生的影响,为全工况NO_x排放试验及SCR系统还原NO_x影响因素的仿真分析提供理论依据。 其次,试验研究首先对柴油机进行原机ESC排放特性研究,并在此基础上进一步研究了转速范围为700r/min~2200r/min、油门开度在10%~100%范围内的柴油机原机全工况试验,详细分析了试验过程中NO_x排放、HC排放、CO排放、排气压强、排气温度、进气压力、扭矩、功率以及燃油消耗率等工况参数随转速的变化情况。对比配有SCR系统的柴油机全工况NO_x排放数据,深入分析各转速工况下的NO_x还原量及还原率,为SCR系统还原NO_x影响因素的仿真研究提供试验基础和数据参考。 最后,仿真研究主要基于全工况试验中NO_x排放较大的转速为1200r/min、扭矩为633N.M的运行工况点,重点分析了0.4s内该工况下柴油机SCR系统壁面和空间截面的尿素喷雾、反应温度、空间流速、NH_3/NO_x浓度比等影响因素的流场分布及变化情况,深入分析上述因素对SCR系统还原NO_x产生的影响。通过将上述因素的仿真云图转化为二维曲线和数据,结合理论研究中的相关结论,更为直观地作出进一步说明。 研究表明,实际运行工况中,柴油机SCR系统能有效还原排气中的NO_x组分,较好达到降低柴油机污染物排放的效果。
【学位授予单位】:上海工程技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK421

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