基于模型的柴油机Urea-SCR系统闭环控制策略仿真

针对某型柴油机的尿素选择性催化还原(Urea-SCR)系统,在相关SCR化学反应特性试验的基础上,考虑到NH_3泄漏引起的NO_x传感器交叉敏感问题,采用Matlab/Simulink建立了基于模型的SCR闭环控制策略,主要包括动态床温估算模型、起喷温度控制模型、基于NO_x传感器的原机NO_x排放估算模型、空速计算子模型、目标转化效率修正模型、尿素水溶液换算子模型、NH_3泄漏峰值修正以及储氨修正模型等.在此基础上搭建了基于Simulink和GT-Power的耦合仿真平台,并对SCR控制策略进行模型验证.结果表明:柴油机最终NO_x排放为1.92,g/(k W·h),NH_3泄漏的平均体积分数值为9.26×10^(-6),能达到国Ⅴ排放标准.

褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂性能研究

基于NH_(3)选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)反应机理,对采用褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂在重型柴油机中的应用性能进行模拟研究,并与传统堇青石基底钒基催化剂进行对比。利用国六发动机台架测试结果对模拟程序进行了验证,然后研究了氨氮比、NO_(2)/NO_(x)比及空速对褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂在低温下NO_(x)转化及NH_(3)泄漏特性的影响。结果表明:低温下褶皱式玻璃纤维基底钒基催化剂的NO_(x)转化性能明显优于相同条件下的堇青石基底钒基催化剂。氨氮比的增加对褶皱式玻璃纤维基底的钒基催化剂的NO_(x)转化性能无明显影响;当氨氮比从0.8增加到1.2时,在200℃~500℃的区间内NH_(3)的泄漏量由1×10^(-6)提高到100×10^(-6)。NO_(2)/NO_(x)比增加可有效提高钒基催化剂的低温性能。当温度为150℃时,NO_(2)/NO_(x)比由0提高为0.5,钒基催化剂的NO_(x)的转化效率从14.0%上升到76.0%,而NH_(3)泄漏量由428×10^(-6)下降为9×10^(-6)。当温度为200℃时,30000 h^(-1)空速下钒基催化剂的NO_(x)转化效率为98.5%,比90000 h^(-1)下提升近30.0%;NH_(3)泄漏量为7×10^(-6),比90000 h^(-1)下降低150×10^(-6)。