基于国Ⅵ标准柴油机SCR系统性能试验研究分析

文章为了研究选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)系统性能,搭建柴油机后处理试验台架,在柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst, DOC)+柴油颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)+SCR+氨氧化催化器(ammonia slip catalyst, ASC)后处理技术路线下进行试验。通过对后处理系统排气背压、温度损失和NO_x传感器偏差测试确定搭建的后处理系统的可行性;研究在不同废气流量、不同温度下NH₃存储量与NO_x转化效率之间的关系以及不同混合器对NO_x转化效率的影响。结果表明：NO_x的转化效率随着NH₃存储量增大而逐渐变大,但该关系又受温度和废气流量的影响;当SCR上游温度在400℃以下时,NO_x转化效率随着温度的上升逐渐增加,在400℃以上时,转化效率逐渐减小;NO_x的转化效率随着废气流量增大...     

基于国Ⅵ标准柴油机SCR排放标定试验研究分析

文章为了检验选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)系统在尾气排放中的各方面性能,对柴油机进行AVL后处理台架搭建测试,在集成式后处理系统柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst, DOC)+柴油颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)+SCR+氨氧化催化器(ammonia slip catalyst, ASC)的技术路线下,完成系统裸排、背压、WHTC排放、尿素结晶、传感器校对、开闭环标定等一系列测试;研究后处理系统对柴油机造成的排放阻力和温度损失,讨论氮氧化物(NO_x)的转化率与氨(NH₃)存储量之间的关系以及两者关系在不同排气流量和不同温度下的变化规律,并研究SCR系统对比柴油机原排所起的功效。结果表明：NO_x的转化效率随着NH₃存储量增大而逐渐变大,随着排气流量增大呈负指数增长,在一定温度下随温度呈正指数增长,超过一定温度后受催化剂材料约束;SCR系统造成的温损和压阻均在可接受范围内,...     

重型柴油机双SCR系统转化效率影响因素研究

为了研究国六重型柴油机选择性催化还原(slective catalytic reduction,SCR)系统NOx转化效率的影响因素,文章运用AVL BOOST仿真软件对催化器内的化学反应过程进行了数值仿真和试验验证.结果 表明:SCR催化器最佳反应温度范围在180～550℃,催化器转化效率达到95％以上;通过前置氧化...     

满足国六标准的柴油机SCR系统仿真及试验研究

为了研究国六柴油机尿素选择性催化还原(urea selective catalytic reduction,Urea-SCR)系统催化器转化效率的影响因素,文章运用AVL BOOST仿真软件对催化器内的化学反应过程进行了数值仿真和试验验证。结果表明:建立的仿真计算模型能很好地模拟SCR系统的催化反应过程;温度是影响SCR催化器NO_x转化效率最主要的因素,SCR催化器最佳反应温度范围为180～500℃,催化器转化效率达95%以上,不同O₂质量分数对NO_x转化效率有一定的影响,且变化程度随着O₂质量分数的变化而有所不同;在排气中适当增加NO_x中NO₂的质量占比,可以提高催化器转化效率且使NO_x转化效率均能保持在较高水平,但NO₂质量所占比例要控制在50%以内。     

欧Ⅵ柴油机SCR混合器数值模拟与优化

为了提升发动机选择性催化还原(SCR)系统的低温性能,本文采用计算流体动力学(CFD)方法对某欧VI柴油机SCR混合器进行仿真模拟及结构优化,并借助台架试验进行了发动机排放测试.结果表明,混合器经最佳方案优化后,SCR系统的NOx转化率明显提升,冷态WHTC工况下NOx排放量和NH3平均泄漏量分别为0.191 g/(k...     

柴油机SCR尿素喷射方式研究

鉴于柴油机选择性催化还原系统尿素喷射特性与氮氧（NO_x）转化效率密切相关,本文搭建SCR系统小样试验台,NO和NH₃作为主要试验用气,研究了不同氨氮比和不同温度条件下V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的氨存储、氨泄漏以及NO_x转化效率的影响.结果表明:氨氮比越大,氨存储量的建立时间越短,NO_x转化效率的提升就越快;氨氮比为0.22时,15 s内NO_x转化效率从0增大到4.3%;当氨氮比为0.30时,15 s内NO_x转化效率从0增大到8.7%;随着氨氮比的增大氨泄漏会提前出现;氨氮比先大后小的喷射方法有利于改善NO_x转化效率.采用氨氮比先大后小的喷射方法,进行ETC标准循环测试,NO_x比排放从8.26 g/（kW·h）减少到1.91 g/（kW·h）,NH₃泄漏均值为5×10-6,峰值为18×10-6,满足国V排放法规要求.      

SCR/DOC+DPF+SCR后处理系统对重型柴油机性能及排放的影响

文章基于氧化型催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)耦合颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)和选择性催化还原器(selective catalytic reduction,SCR)后处理技术,对比了原机、搭载SCR、搭载DOC+DPF+SCR 3种状态下重型柴油发动机的性能、排气污染物排放状况以及SCR入口处NO在氮氧化物(NOx)中的体积比。试验结果表明,搭载DOC+DPF+SCR系统比搭载SCR系统的发动机扭矩降低了10N·m,油耗基本保持不变;对比搭载DOC+SCR、搭载SCR以及搭载DOC+DPF+SCR 3种状态下SCR入口处NO在NOx中的比例发现,SCR状态下基本全为NO,其余2种状态下NOx中NO的体积比随温度升高而逐渐降低,排温在450℃时该比例下降到0.86;搭载DOC+DPF+SCR的ESC试验中CO转化效率为93%,HC转化效率为70%,NOx转化效率为90%,PM转化效率为51%,相比于搭载SCR的ESC试验,NOx的转化效率降低了3%。     

装配SCR系统的城市公交车NOx排放特性

利用车载测试系统,对4种类型车辆进行了整车排放测试.以SCR的起燃特性为理论基础,分析了装配SCR的国Ⅳ常规车及国Ⅳ混合动力车NOx排放偏高的原因.并结合试验所采集到的数据,采用怠速工况及工况片段2种分析方法,分析了排气温度对NOx排放的影响.研究结果表明:SCR技术的应用能一定程度上降低NOx排放量,装配SCR的城市...     

钒基SCR后处理技术在柴油机上的应用进展

 采用钒基催化器的选择性催化还原(SCR)后处理技术是中重型柴油车达到欧IV/V排放水平的主要技术途径。针对钒基催化器应用在柴油机上的优势,钒基催化器的性能优化和钒基催化器与其他后处理装置的集成3方面,综述了钒基催化器在柴油机上的应用进展。针对钒基催化器的优势,重点论述了NO_x转化能力,钒基催化器对THC,CO和PM排放的影响,温室气体排放,抗硫中毒能力和成本优势;针对钒基催化器的性能优化则分别从催化器体积对性能的影响,冷启动性能的优化,以及尿素溶液喷射策略改进和尿素喷雾改善等方面进行论述;对钒基催化器和DOC,DPF的不同布置方式进行了论述,并展望了钒基催化器的应用发展方向。     

以活性炭为载体的负载型催化剂的SCR脱硝性能

通过浸渍法负载Fe,Cr,Cu,Mn等过渡金属组分,制备以活性炭为载体的低温、廉价、高效的负载型催化剂,用于SCR脱硝.实验研究了活性组分、负载量、反应温度、氧气含量、表观流速等不同参数对催化剂脱硝效率的影响.结果表明,Mn的活性比Cu,Cr以及Fe的活性大,能更好地促进催化剂的催化脱硝;多组分催化剂催化脱硝效率要比单组分的脱硝效率高;活性炭载体上负载8%的Mn,Cu,Cr,Fe时,催化剂脱硝效率最佳;在一定氧气含量下,催化剂脱硝效率要比无氧时的脱硝效率高;在所制备的以活性炭为载体的负载型催化剂中,8Mn-8Fe/AC催化剂性能最稳定,催化脱硝效率最佳.     

船用SCR催化剂反应动力学参数标定

为获得SCR催化剂的动力学参数,以潍坊华东6105AZLD型柴油机SCR催化剂为研究对象,利用AVL BOOST和AVL Design Explorer软件分别建立目标柴油机SCR催化剂模型和反应动力学标定模型,利用遗传算法对13个化学反应动力学参数进行标定.标定结果显示,所获得的化学反应动力学参数与实际所用催化剂的动力学参数相符.     

稀燃汽油机Ag/Al2O3催化剂上选择性还原NOx

富氧条件下氮氧化物(NOx)去除是目前机动车尾气净化的研究难点之一。制备了Ag/Al2O3催化剂,在试验室活性评价的基础上,进行了稀燃汽油机台架上NOx选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)试验,评价了不同还原剂(乙醇和正辛烷)对NOx去除效率的影响。结果表明,在无外加还原剂条件下,400℃时NOx转化率大于40%;以乙醇为还原剂时,低温活性得到明显提高,活性区间大大加宽。实验室评价和台架试验中NOx转化率可达90%左右,还原剂以总碳氢(THC)计,THC/NOx最佳比例为6,最佳反应空速为30000h-1;但是外加还原剂时SCR催化剂会带来THC和CO排放的增加。     

应用SCR后处理实现车用柴油机国IV排放

 选择性催化还原（SCR）技术是实现柴油机超低NOx排放最有效的后处理方法之一。本研究采用一台电喷单体泵柴油机,通过燃烧优化使PM排放满足国IV排放要求。为降低原机较高的NOx排放,采用开环控制策略开发一套电控单元控制尿素溶液喷射,通过将32.5%的尿素溶液定量喷射到排气管,提供还原剂,与柴油机排气中的NOx发生选择性还原反应,生成N2和H2O,实现降低NOx排放的目的。由于选择催化还原方法的NOx转化效率高,通常采用开环控制即能实现国IV排放。本研究通过标定实验获得发动机的原机NOx排放、排气温度、排气流量、单位尿素溶液流量的NOx降低量等脉谱,并将其写入电控单元。通过这些脉谱和当前的发动机转速、负荷信号及催化器进出口的温度信号,电控单元可计算出当前工况需要的尿素喷射量。采用该方法,在稳态和瞬态循环工况,研究了SCR后处理的NOx转化效率、氨泄漏及尿素溶液消耗量特性。结果表明,稳态循环ESC、瞬态循环ETC中,NOx平均转化效率分别达到65.2%、65.3%,氨排放小于5ppm;可溶性有机成分（SOF）,实验表明,PM减少主要是由于SOF在氧化单元中发生氧化反应;对ETC循环中尿素消耗量的分析表明,采用本研究开发的尿素溶液计量单元及配套本实验使用的发动机的柴油车,运行100km大约消耗32.5%尿素溶液2L。     

稀燃汽油机Ag/Al_2O_3催化剂上选择性还原NO_x

富氧条件下氮氧化物(NOx)去除是目前机动车尾气净化的研究难点之一。制备了Ag/Al2O3催化剂,在试验室活性评价的基础上,进行了稀燃汽油机台架上NOx选择性催化还原(selectivecatalyticreduction,SCR)试验,评价了不同还原剂(乙醇和正辛烷)对NOx去除效率的影响。结果表明,在无外加还原剂条件下,400℃时NOx转化率大于40%;以乙醇为还原剂时,低温活性得到明显提高,活性区间大大加宽。实验室评价和台架试验中NOx转化率可达90%左右,还原剂以总碳氢(THC)计,THC/NOx最佳比例为6,最佳反应空速为30000h-1;但是外加还原剂时SCR催化剂会带来THC和CO排放的增加。     

SCR催化剂的研究应用状况和发展方向

介绍了SCR催化剂的分类,探讨了现有SCR催化剂存在的问题,探讨了SCR催化剂的发展方向。     

汽车SCR运行状态实时监测系统设计

为了实现对汽车选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统运行状况的实时监测,文章提出了一种基于网络云服务器的监测系统设计方案。通过MC9S12XDP512单片机的ATD模块与MSCAN模块等实现对各传感器电信号的采集,根据采集到的传感器信号,按照预先制定的实时监测判断策略对SCR系统运行状态进行分析,利用ESP8266 WIFI模块将分析后的数据传至互联网云端服务器;手机APP和电脑终端平台从服务器获取数据,并将系统运行情况及时展示给车主、SCR系统制造商和政府部门三大目标群体,即利用互联网云端服务器实现三者对SCR系统的实时监测。结果表明,该监测系统对SCR系统各传感器信息的采集具有高精确度和实时性,取得了较满意的监测效果。     

DOC入口条件对气态物转化效率影响

为了探究柴油机氧化型催化转换器(diesel oxidation catalyst,DOC)废气量和温度对气态污染物转化效率的影响,文章测量了柴油机在不同废气量、不同入口温度下氧化催化转化前、后HC、CO、NOx的体积分数,并计算了气态污染物的转化效率.试验结果表明:低温时CO转化效率随废气量的增加而降低;温度大于20...     

三元催化转化器转化效率影响因素分析

针对三元催化转化器的起燃特性,建立转化器的数学模型.给出数值求解方法,讨论了在起燃阶段,进气性质、氢气、孔密度和空速等因素对转化效率的影响.结果表明,增加进气温度,增大孔密度,可缩短起燃时间,提高转化率;适当增大空速有利于提高转化率.