催化反應單元是SCR系統(tǒng)的重要組成部分，為了實現SCR系統(tǒng)的實時控制，對催化反應單元進行研究是十分必要的。本文以化學反應動力學為基礎，結合詳細的化學反應機理，運用反應動力學軟件CHEMKIN,對NH3-SCR技術的氮氧化物還原過程的詳細化學反應機理進行研究。建立了釩基NH3-SCR系統(tǒng)的詳細反應機理模型，并與CHEMKIN軟件的完全攪 拌反應器（PerfectlyStirredReactor,PSR）模型和蜂窩陶瓷整體反應器(HoneycombMonolithReactor)模型進行耦合,模擬標準SCR反應的反應過程；分析了各種反應條件及反應器參數對釩基催化劑性能的影響。在裝有SCR系統(tǒng)的試驗柴油機上，通過歐洲穩(wěn)態(tài)十三工況測試法（ESC）進行試驗研究，得到發(fā)動機的排氣特性與NOx排放規(guī)律，確定模擬計算的參數設置范圍并對比模擬結果，并分析反應動力學模型與反應器數學模型的合理性。建立一種簡化的SCR控制模型，使用MATLAB編寫控制程序，并在1.6GHz的電腦上運行。在溫度小于720K時使用隱式方法來求解氨的覆蓋率，在溫度大于720K時使用一階簡化模型來求解。本文通過仿真模擬得到在SCR反...

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 氨氣 - 選擇性催化還原(NH3-SCR )技術研究發(fā)展現狀
        1.2.1 NH3 -SCR 催化劑研究現狀
        1.2.2 貴金屬催化劑
        1.2.3 分子篩催化劑
        1.2.4 金屬氧化物催化劑
        1.2.5 NH3-SCR技術存在的問題
    1.3 本文研究內容
第二章 化學反應動力學基礎及計算模型
    2.1 化學反應動力學基礎
        2.1.1 基元反應動力學理論
        2.1.2 Arrhenius定律
    2.2 催化反應動力學
        2.2.1 多相催化反應基礎
        2.2.2 NH3-SCR多相催化反應過程
    2.3 NH3-SCR反應原理
    2.4 化學動力學計算模型
第三章 CHEMKIN介紹及NH3-SCR試驗裝置
    3.1 CHEMKIN軟件簡介
        3.1.1 完全攪拌反應器（PerfectlyStirredReactor,PSR）
        3.1.2 蜂窩陶瓷整體式反應器（HoneycombMonolithReactor）
    3.2 柴油機臺架試驗系統(tǒng)
        3.2.1 試驗用柴油機（SC9DF375Q3）
        3.2.2 測功機（ CW440B－1500/6500）
        3.2.3 柴油機臺架測控系統(tǒng)的功能（FST2D）
        3.2.4 NH3-SCR系統(tǒng)
    3.3 樣氣采集系統(tǒng)
        3.3.1 樣氣采集系統(tǒng)的結構和功能
        3.3.2 氣體分析儀（msk2030）
第四章 釩基NH3-SCR試驗結果分析及機理研究
    4.1 柴油機NOx排放測試試驗
        4.1.1 ESC試驗
        4.1.2 ESC試驗參數的確定
        4.1.3 試驗過程
        4.1.4 試驗結果
        4.1.5 柴油機的排氣特征
    4.2 釩基催化劑的催化機理
    4.3 建立NH3-SCR反應模型
    4.4 催化器模型的參數設置
        4.4.1 入口參數
        4.4.2 出口邊界條件
        4.4.3 載體區(qū)域
        4.4.4 模擬柴油機尾氣組分
    4.5 結果與分析
        4.5.1 釩基SCR反應規(guī)律
        4.5.2 組分濃度隨軸向距離變化規(guī)律
        4.5.3 覆蓋率隨軸向距離變化規(guī)律
    4.6 本章小結
第五章 基于狀態(tài)空間簡化的SCR催化劑實時控制模型
    5.1 基于狀態(tài)空間的模型
    5.2 模型的建立
        5.2.1 原始模型
        5.2.2 簡化模型
    5.3 ETC試驗
    5.4 結果分析
    5.5 結論
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3968338