船舶柴油机SCR系统尿素喷射控制策略研究

发布时间：2019-08-13 19:35

【摘要】：为了满足MARPOL公约Tier III对船舶柴油机氮氧化物排放的限制要求,航运界一直在探索可行的NOx减排措施。选择性催化还原(SCR)技术是公认的能够降低氮氧化物排放的有效措施之一。柴油机SCR系统中,合理的尿素喷射控制策略对于充分发挥SCR系统的催化还原性能具有重要意义,为此本文以6105AZLD型柴油机SCR系统为研究对象,对SCR系统尿素喷射控制策略进行研究。首先,对6105AZLD型柴油机SCR系统进行了性能试验,获得相关试验数据。基于试验数据利用AVL BOOST软件建立了目标柴油机SCR催化剂模型,并采用遗传算法对SCR催化剂模型所涉及的化学反应动力学参数进行辨识,使SCR催化剂模型性能与实际催化剂性能相符。然后,制定了目标柴油机SCR系统稳态尿素喷射控制策略,利用SCR催化剂模型确定了目标柴油机SCR系统各稳态工况下的最佳氨氮比以及最佳尿素喷射量。采用D2试验循环对目标柴油机SCR系统NOx排放进行试验,试验结果为2.14g/kWh,验证了稳态尿素喷射控制策略的有效性,同时SCR催化剂模型仿真结果与试验结果很好的吻合也进一步验证了SCR催化剂模型的准确性。最后,利用SCR催化剂模型仿真研究了温度、空速以及氨氮比对SCR催化剂储氨特性的影响以及SCR催化剂储氨量对NOx转化效率和NH3逃逸率的影响。仿真结果表明：相同空速下,温度增大后催化剂储氨能力显著降低,催化剂饱和储氨量随温度升高呈线性减小的趋势；相同温度下,空速增大后加快了NH3泄漏,随着空速的增大催化剂饱和储氨量逐渐减小。在低温时,NOx转化效率随储氨量增大而提高,随着温度的升高储氨量对NOx转化效率的影响逐渐减小。工况变化时催化剂储氨特性对NH3逃逸率产生很大的影响,催化剂温度和空速快速升高时,催化剂实际储氨量超过当前工况的饱和储氨量,从而造成大量NH13逃逸。综合考虑催化剂储氨特性对NOx转化效率和NH3逃逸率的影响,提出了基于SCR催化剂储氨特性的尿素喷射控制策略,该控制策略可以使SCR系统在变工况过程中既能有较低的NH3逃逸率又能获得较高的NOx转化效率。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.121

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李顺清;雷廷宙;朱金陵;李波;杨延涛;;Ru-Cu-Ni-CeO_2/HZSM-5催化剂裂解秸秆气化焦油性能研究[J];河南科学;2012年09期

2 李敦化;萧锦;;硫酸生产用低温催化剂的研究[J];华南工学院学报;1965年02期

3 葛忠华 ,陈运根 ,许海生;氨合成塔内件中催化剂整体预还原技术的研究[J];浙江工学院学报;1985年02期

4 于新海;王正东;涂善东;马玉录;;Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂涂层工艺参数的优化[J];太阳能学报;2005年04期

5 李华波;王少波;宋刚祥;何丰;;新型金属一体化催化剂在煤油水蒸汽重整中的研究[J];舰船防化;2011年06期

6 储慰农;;铷铯及其应用[J];新疆矿冶;1985年01期

7 高海丽;廖世军;;PtIr修饰的Ru/C催化剂对乙醇氧化的电催化活性[J];电源技术;2011年03期

8 缪文浩;赵明;龚茂初;史忠华;史鹏;陈耀强;;满足国Ⅲ排放的摩托车尾气净化催化剂[J];摩托车技术;2007年07期

9 ;国外动态[J];现代化工;2004年01期

10 ;Pt-Al_2O_3催化剂除氧试验报告[J];深冷简报;1966年02期

相关会议论文 前6条

1 王琦;王树荣;高翔;骆仲泱;岑可法;;SCR脱硝催化剂的性能试验研究[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年

2 蒋炜;梁斌;;整体式钒催化剂的实验室开发[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年

3 黄元福;;全低变催化剂非氧化卸出的实践[A];全国化肥工业技术交流会论文资料集[C];2004年

4 余东洋;;浅谈预变炉催化剂更换方式[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年

5 余东洋;;浅谈预变炉催化剂更换方式[A];第十届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2013年

6 杨学萍;;丙烯酸合成催化剂及工艺开发进展[A];第2届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前1条

1 全荣;高效利用焦炉煤气中氢的技术研究[N];世界金属导报;2012年

相关博士学位论文 前10条

1 刘芳芳;生物质衍生掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原电催化性能的研究[D];华南理工大学;2015年

2 蔡雯佳;甲烷二氧化碳重整反应催化剂的研究[D];复旦大学;2014年

3 李翔;Pt/CNTs催化剂的甲醇氧化和氧还原电催化机制及其镍、钴磷化物改性[D];华南理工大学;2015年

4 彭洪亮;掺杂碳基催化剂的制备及其氧还原性能研究[D];华南理工大学;2015年

5 罗凡;低温燃料电池高活性高稳定性铂基催化剂的研究[D];华南理工大学;2015年

6 竺新波;等离子体协同催化脱除挥发性有机物（VOCs）的机理研究[D];浙江大学;2015年

7 吴燕妮;高性能及低铂燃料电池催化剂的制备及研究[D];华南理工大学;2010年

8 初园园;直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂可控合成及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 苏虹;质子交换膜燃料电池催化剂的研究[D];中国科学院研究生院（理化技术研究所）;2009年

10 曲振平;银催化剂上一氧化碳选择氧化反应的研究[D];中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘春红;醋酸甲酯加氢制醇Cu-Zn-Al催化剂的性能研究[D];西安石油大学;2015年

2 张璐;Au/CuO-CeO_2催化剂用于CO优先氧化反应性能及活性位的研究[D];内蒙古大学;2015年

3 李昊;Ce-Ti-W-O_x体系催化剂的制备及其NH_3-SCR性能研究[D];昆明理工大学;2015年

4 卜兴军;甲醇电化学氧化催化剂的研究[D];浙江大学;2015年

5 葛余俊;钴、氮掺杂多孔碳作为氧还原催化剂的研究[D];浙江大学;2015年

6 赵卉茹;亚氧化钛负载Pt、Pd和Pt-Tb催化剂对甲酸电氧化的催化性能研究[D];河南师范大学;2015年

7 訾玲华;结构化催化剂内多相流流动及传质性能模拟研究[D];北京化工大学;2015年

8 姜倩;直接乙醇燃料电池低铂三组元催化剂的制备及其催化性能的研究[D];北京化工大学;2015年

9 李鑫;柴油机SCR催化剂结构尺寸优化研究[D];大连海事大学;2014年

10 刘丰国;多孔地聚物催化剂的制备及其催化脱水氧化性能的研究[D];浙江工业大学;2015年

，

本文编号：2526319