宁波车用尿素专供
宁波车用尿素
优化处理器结构,减排有望达到国六标准
SCR系统中,对氮氧化物的处理均发生在催化处理器内。
发动机喷嘴喷出的尿素水溶液会进入催化处理器,在处理器内,尿素在高温作用下发生热解和水解反应生成氨气,氨气在催化剂作用下将氮氧化物还原成氮气和水。
“催化处理器不仅要提供发生化学反应的场所,同时还要起到降低排气噪声的作用,”龙顺洪说,因此它成为SCR系统最重要的装置。
记者看到,催化处理器的外壳用双层不锈薄钢板制成筒式或者箱式,在双层薄板夹层中装有绝热和吸引材料,催化剂被放置在处理器内部的网状隔板内,催化器的两头分别装有进气口和出口,并安装各类传感器。
“催化处理器需要提供合适的温度、承受足够的气体压力,这对它的结构设计提出很高的要求。”龙顺洪解释,催化剂在化学反应时温度过低和过高,NOx转化率都会急剧下降。在不同温度下,氨气的释放量越大,转化率就越高,但催化器承受的压力也就越大。此外,如果催化器结构不合理,也会导致催化剂的载体破损剥落,阻塞通道。
“我们应用各类仿真分析软件对催化处理器真实的工况进行了流体力学分析和大量模拟试验,具体演算了氮氧化物化学反应过程中的能量、温度等各项细节,并以此为基础对处理器进行结构设计。”由此,提高了氨气的入口均匀度,优化降低了催化处理器的背压和噪声,同时减少了尿素在催化器内的沉积和结晶。
要实现转化,就必须精确控制尿素水溶液的供给和喷射。但由于我国交通状况复杂,不同车型发动机工作状态各异,如何使SCR系统在适应各种工况环境的基础上,达到精确的控制和达标的减排效果,成为技术的难点。SCR系统的技术挑战也从这里开始。
“尿素水溶液喷多了不仅造成尿素溶液结晶,而且易引发氨气泄露危险;喷少了,化学反应不够,氮氧化物排放不达标。”龙顺洪说,为此,他们自主开发了DCU的软硬件,并独创了递推算法,可以在短时间内对发动机各项工作参数、尾气中氮氧化物含量等进行精确测定,并计算出合适的溶液喷射量。
经过优化设计,DCU可以实现在发动机任意转速和负载状况下,都能使溶液喷射量与氮氧化物输出量相匹配。
精准控制喷射量迈出第一步,优化喷射系统对于达到转换效率更为关键。“喷出的尿素水溶液,直径越小、分布越均匀,效果越好。”龙顺洪说,他们选用气体辅助的雾化方式,在尿素泵内设计有气液混合器,在喷头部件内设计了微型的混合雾化结构,这样确保喷射的溶液流动更连续,雾化效果更为均匀和细密。
龙顺洪介绍,经过优化的喷射系统喷出的尿素水溶液SMD(索特平均直径,即颗粒群表面积分布的平均直径)可以达到微米级,平均液滴直径13微米。
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