国家自然科学基金(51306070)
- 作品数：8 被引量：25H指数：3
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- 柴油机固态SCR系统铵盐热分解特性与结晶规律的研究被引量：5
- 2018年
- 针对现有选择性催化还原(SCR)系统使用的尿素水溶液在柴油机低速小负荷时的低排气温度下难以热解而产生氨气,和容易生成沉淀物而堵塞管道,降低NOx转换率等问题,本文中对固态SCR(SSCR)系统的两种可选铵盐还原剂(碳酸铵和氨基甲酸铵)进行研究。首先,氨气含量理论分析和热重试验结果表明,碳酸铵和氨基甲酸铵单位质量分解所能获得的氨气。分别为尿素水溶液的1.92和2.37倍,温度90℃(大大低于柴油机低速小负荷下的排气温度150℃)下,两种铵盐都能在8min内完全分解。接着分解平衡压和再结晶试验结果显示,在柴油机冷却液和机油的正常工作温度范围内,两种铵盐都能为喷射系统提供较高的喷射压力,也都不会发生再结晶。说明氨基甲酸铵和碳酸铵均满足作为SSCR系统还原剂的要求,其中氨基甲酸铵的综合性能略胜一筹。最后,利用等温法和积分法计算了氨基甲酸铵和碳酸铵的分解动力学参数,包括分解反应级数、活化能和表观指前因子,为SSCR氨气生成和供给系统的设计提供理论依据。
- 范鲁艳汪安东曲大为李君马军彦
- 关键词：铵盐热分解特性
- 柴油机SCR系统尿素分解效率研究被引量：12
- 2015年
- 提出柴油机SCR系统尿素分解效率的理论计算方法。试验研究了柴油机SCR系统尿素分解效率、NOx转化效率以及NH3泄漏量的关系,分析了空速、氨氮比、SCR温度对三者的影响。结果表明,NOx的转化效率与尿素分解效率的变化趋势基本相同;在催化剂活性温度范围内,尿素水溶液最终分解出NH3的效率都在90%以上;随空速的增大,尿素分解效率先增大再减小;氨氮比为1时,NOx的转化效率较高,但是NH3的泄漏量超出限值;氨氮比对尿素分解效率几乎没有影响;排气温度上升时,尿素分解效率增大。空速和SCR温度是影响尿素分解效率的最大因素。提出的计算方法能够呈现尿素分解效率的变化趋势,为提高SCR系统工作效率提供了依据。
- 马军彦李君曲大为撒占才刘少华
- 关键词：柴油机选择性催化还原尿素影响因素
- 车辆选择性催化还原系统固态还原剂分解特性被引量：3
- 2015年
- 通过理论分析、热重实验、平衡压实验,对比了碳酸氢铵、碳酸铵、氨基甲酸铵3种铵盐的氨含量、分解温度、分解速率等特性。得出以下结论:氨基甲酸铵的氨含量最高,碳酸铵次之,碳酸氢铵最小;氨基甲酸铵和碳酸铵在室温下就开始分解,碳酸氢铵加热到100℃时只分解了5.6%;氨基甲酸铵在低于90℃时比碳酸铵分解速率快,在相同时间和温度下,氨基甲酸铵能产生更多的氨气;碳酸铵和氨基甲酸铵的分解平衡压相当,两者都是SCR系统还原剂的优良来源,氨基甲酸铵优势更明显。
- 马军彦曲大为李君
- 关键词：动力机械工程铵盐选择性催化还原
- 重型柴油机固态铵选择性催化还原系统铵盐热解及动力学特征研究被引量：2
- 2017年
- 通过开展选择性催化还原(SCR)系统中铵盐的热解及动力学特征研究,为固态铵SCR氨气生成及氨气供给系统的设计提供理论依据及技术支撑,采用热重实验和分解平衡压实验分析了3种铵盐的分解温度、分解速率等热解特性,利用等温法和积分法计算了氨基甲酸铵和碳酸铵的分解动力学参数。碳酸铵和氨基甲酸铵的受热分解就是在恒定温度下测定其剩余质量比与受热时间的关系,再在热重分析曲线中通过反应时间下的剩余质量比求得速率常数和反应级数。研究结果表明:氨基甲酸铵分解速率大于碳酸铵和碳酸氢铵;氨基甲酸铵分解反应级数为1/2,碳酸铵的为2/3,氨基甲酸铵活化能为56kJ/mol,碳酸铵的为62kJ/mol;氨基甲酸铵和碳酸铵均适合作为固态铵选择性催化还原(SSCR)系统还原剂的来源,氨基甲酸铵优势更明显。相比尿素SCR技术,固态铵SCR技术在发动机低排气温度条件下能够提供足量的还原剂,有效提高低温NOx转化效率。
- 范鲁艳汪安东曲大为马军彦
- 关键词：选择性催化还原铵盐热解特性动力学参数
- 旋风式油气分离器分离特性影响因素的仿真研究被引量：3
- 2017年
- 为提高旋风式油气分离器的分离效率,改善分离性能,研究了分离器入口形状(矩形、圆形)、入口混合气流速、圆锥段锥形角、出气管的直径和出气管插入深度对分离性能的影响。将搭建的旋风式油气分离器三维几何模型导入ANSYS体系下的Fluent软件中建立油气分离器的仿真计算模型,仿真分析了影响旋风式油气分离器分离特性的因素。得出以下结论:在同一条件下,对相同粒径微粒的分离效率,矩形入口式高于圆形入口式;入口气体流速的增加使得分离效率提高的同时,导致分离器内部整体压力损失增加,针对本文搭建的模型,在入口混合气流速为12.8 m/s左右时,压损较低,且分离效率较高;分离效率随着圆锥段锥形角度增大而缓慢增加,分离效率在锥形角度大于11.5°后基本保持不变;分离效率随出气管直径的增加而降低,并且下降的速度逐渐增加;分离效率随出气管插入深度的变化趋势呈现出抛物线式的变化规律,先增大后减小。
- 汪安东李君范鲁艳曲大为
- 关键词：仿真计算影响因素
- 立体选择性催化还原(SSCR)系统NH_3与尾气混合特性的仿真研究被引量：1
- 2014年
- 利用AVL FIRE三维商用仿真软件对立体选择性催化还原(solid selective catalytic reduction,SSCR)系统直接喷射NH3时,NH3与尾气在排气道的影响因素进行模拟计算,考察的因素包括工况、NH3温度、喷嘴的安装角度以及喷嘴位置。结论如下:NH3与尾气混合受来流影响较大,排气流量大,排气温度高时,利于NH3与尾气混合;NH3初始温度对于气体混合影响不大;喷嘴安装角度增大利于气体轴向分布,也利于气体混合;SSCR系统直接喷射NH3可以优化喷嘴位置,使排气系统体积减少。
- 张凯曲大为马军彦李君秦岩
- 关键词：温度
- SCR催化器内浓度场影响因素的仿真研究被引量：2
- 2016年
- 为提高NO_x的转化效率,研究了温度、空速、氨氮比和NO与NO_2的摩尔比对SCR催化器内浓度场的影响。试验验证了SCR化学反应模型,将准确的化学反应动力学参数输入到Fire软件并建立SCR催化器模型,计算分析SCR催化器内组分浓度场的影响因素。得出以下结论:温度越高,NH_3和HCNO的浓度越高;流体涡流为喷雾液滴蒸发和热解提供了有利条件;空速太大,NO的转化效率会降低;当氨氮比为1时,理论上NO_x的转化效率达到最高;当氨氮比小于1时,NO_x转化效率随氨氮比的升高而升高,但在接近1时候产生氨滑移;当氨氮比大于1时,NO_x转化效率变化不大但会产生大量氨滑移。因此最佳的氨氮比应是在保证较小的氨滑移的前提下尽可能提高NO_x转化效率。
- 汪安东李君范鲁艳曲大为
- 关键词：选择性催化还原浓度场仿真
- 柴油机固态SCR系统铵盐重结晶试验研究
- 2017年
- 试验研究了柴油机固态选择性催化还原系统(SSCR)铵盐——氨基甲酸铵和碳酸铵在系统喷射管路重结晶的对应温度。通过SSCR喷射系统试验装置,调节系统管路温度使气体在固定位置产生结晶,使激光穿过结晶部位到达光敏电阻模块,根据光敏电阻模块输出电压的变化测定铵盐重结晶所对应的温度。结果表明,氨基甲酸铵的重结晶温度高于碳酸铵,同时分别测得了不同喷射压力下氨基甲酸铵和碳酸铵的重结晶温度。
- 马军彦李君曲大为
- 关键词：内燃机铵盐重结晶
