实现低NOx排放的紧耦合后处理器匹配

作者：李金成; 尧命发^*; 郑尊清; 王浒

来源：内燃机学报, 2023, 41(02): 141-149.

DOI：10.16236/j.cnki.nrjxb.202302017

• 重型柴油机
• 低NOx排放
• 紧耦合柴油氧化催化器
• 转化效率

重型柴油机排放法规不断降低氮氧化物(NOx)限值，采用紧耦合选择性催化还原(SCR)是预期技术路线之一，但是否需采用紧耦合柴油氧化催化器(DOC)以改善紧耦合SCR入口NO2比例仍需要进一步探讨．通过一台商用柴油机，在GT-Power平台分别搭建DOC和SCR小样模型，基于小样试验数据和遗传算法对反应动力学机理参数进行初步标定，然后使用测试循环数据对机理参数进行修正，进而构建了DOC-DPF-SCR-ASC系统模型．基于系统模型对采用紧耦合DOC的必要性进行了探讨，结果表明：紧耦合DOC会增加紧耦合SCR前的热惯性，使紧耦合SCR的冷起动性能变差．基于系统模型还开展了两级SCR之间的体积匹配，可知柴油机采用主SCR体积为9.94 L时，匹配紧耦合体积为2.13 L的SCR可使系统冷起动工况SCR转化效率由63.0%提高到77.8%,NOx排放降低了42.4%；冷、热起动世界统一瞬态循环(WHTC)加权后的NOx排放由0.38 g/(kW·h)下降到0.21 g/(kW·h)，降低了44.7%.

• 单位
  内燃机燃烧学国家重点实验室; 天津大学