【摘 要】
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近年来,各国出台的柴油车排放法规越来越严格,这意味着未来的排放限值要求也会越来越高,同时也意味着需要不断地探索和提升柴油车机内净化技术和排放后处理技术,以降低尾气排放满足排放限值的要求,这对柴油车后处理技术提出了更高的要求。研究后处理系统中各催化器的性能通常采用小样试验、台架试验、数值模拟等方法,其中数值模拟研究可以缩短催化剂研发周期从而降低开发成本,成为目前的研究热点。本文研究目标是基于GT-P
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近年来,各国出台的柴油车排放法规越来越严格,这意味着未来的排放限值要求也会越来越高,同时也意味着需要不断地探索和提升柴油车机内净化技术和排放后处理技术,以降低尾气排放满足排放限值的要求,这对柴油车后处理技术提出了更高的要求。研究后处理系统中各催化器的性能通常采用小样试验、台架试验、数值模拟等方法,其中数值模拟研究可以缩短催化剂研发周期从而降低开发成本,成为目前的研究热点。本文研究目标是基于GT-POWER软件建立DOC+CDPF+SCR后处理系统反应动力学模型,使用试验数据标定与优化后处理模型,然后基于模型的仿真结果来分析和预测后处理系统的性能。首先基于小样试验数据和发动机台架试验数据分别建立和标定DOC、CDPF和SCR的单独反应动力学模型,结合其他学者的研究,通过完善总包反应机理、优化扩散传质参数、修改抑制项表达式等方法进一步优化各模型,模型模拟的气体浓度值和变化趋势与试验值均拟合较好,优化后的DOC和CDPF模型模拟结果与试验值的误差在7%以内,SCR模型的预测结果相对较差,其NOx的排放累积量模拟值与试验值误差在2%以内,NH3的排放累积量模拟误差约为14%。其次,将优化完成的各单独模型组合形成DOC+CDPF+SCR系统模型,同样使用试验数据进一步标定与优化,由于各单独模型是基于同一台架试验数据标定与优化的,所以模型中活性位密度、反应活化能、抑制项参数等数值基本保持不变,仅微调部分反应的指前因子数值,最终优化完成的后处理系统模型的模拟结果与试验值拟合良好,模拟的系统出口气体浓度和变化趋势与试验值相吻合。最后,在优化完成的DOC+CDPF+SCR模型基础上,通过改变催化剂中不同参数来预测与探讨各参数对后处理系统中污染物转化的影响。对另一种DOC+SCR+CDPF布置形式的模拟结果研究发现,SCR前置时NOx转化率较高,但CDPF中的被动再生速率降低,导致碳烟沉积量增加明显;改变DOC和CDPF中的贵金属负载量时,发现贵金属负载量不同时,主要是通过影响NO氧化生成NO2的速率从而对后续催化器的转化率产生一定影响;当增加ANR值时,发现NH3的量增加到一定程度时,对NOx转化效率的影响不明显,反而导致NH3泄漏量增加。
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发动机所导致的温室气体和有害物排放以及化石燃料紧缺已成为全球性问题。减少污染物排放的同时进一步提高发动机热效率已成为研究人员追求的目标。其中,隔热技术能够大幅度降低发动机传热损失,进而提高发动机热效率和后处理系统效率,成为研究热点。目前的隔热研究主要集中在四冲程发动机上,而对于二冲程低速机隔热研究极少。二冲程低速机占化石燃料消耗的很大比重,通过隔热技术降低其油耗,具有重要意义。本文以某二冲程船用低
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