SCR尿素结晶风险的评估与预测

发布时间：2024-03-22 21:57

　　在尿素结晶机理分析的基础上,提出以壁面温度的结晶容许最小碰壁量为阈值的结晶风险判定方法,建立尿素液滴碰壁量与结晶之间的关系.通过测量尿素液滴碰壁区域的排气管内外壁面温度变化过程,以结晶响应来表征尿素结晶风险.该方法通过某重型柴油机的尿素结晶过程的模拟计算和试验分析,在不同稳态工况下的结晶程度,取得较好的预测一致性.在此基础上,进一步引入结晶时间尺度辅助筛选瞬态试验循环的结晶工况窗口.提出的结晶风险评估与预测方法在实际应用中能显著缩短试验周期,节约试验验证成本.

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【部分图文】：

图1某车用发动机排气管及其内部结晶实物

尿素结晶实物如图1所示．通常喷入到排气管中的尿素溶液经过蒸发、热解形成异氰酸(HNCO)和氨气(NH3)，异氰酸再水解生成氨气和CO2．但在较低的反应温度下，尿素分解过程中会伴随着一些副反应[8]，如图2所示．图2尿素分解过程及发生的副反应

图2尿素分解过程及发生的副反应

图1某车用发动机排气管及其内部结晶实物在150～190℃下，尿素会生成缩二脲，在190～325℃下会进一步反应生成三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺等，在325～350℃下，尿素会生成三聚氰胺[9]．所产生的缩二脲、三聚氰酸和三聚氰胺等固态物质呈白色，均难溶于水，且去除较....

图3不同温度下尿素结晶生成物

总结尿素结晶机理，可得到各个温度区间结晶物质的生成和去除规律，如图3所示．可知温度是关键敏感因素．2稳态工况尿素结晶风险预测

图4喷雾碰壁和结晶生成过程

图4为喷雾碰壁和结晶生成过程．当上游的排气温度为350℃时，下游的排气管壁面温度约为250℃，在尿素喷雾的持续碰撞下，碰壁区域温度会降低到130℃以下，所形成的液膜被排气气流吹扫，经历一系列副反应，在喷射区域的下游沉积形成结晶．当尿素溶液以喷雾的形式喷射到排气管内时，大部分液滴直....

本文编号：3935006