稀燃缸内直喷氢内燃机NH_(3)-SCR后处理系统工作特性研究

作     者：邹凯翔 孙柏刚 罗庆贺 ZOU Kaixiang;SUN Baigang;LUO Qinghe

作者机构：北京理工大学机械与车辆学院北京100081 

出 版 物：《车用发动机》 (Vehicle Engine)

年 卷 期：2024年第4期

页      面：1-8页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：宁波市重大科技攻关项目(2022Z024) 

主　　题：氢内燃机 氮氧化物 稀薄燃烧 选择性催化还原 缸内直喷 

摘      要：氢内燃机具有零碳排放的特点,是实现低成本碳中和的重要手段。但是缸内燃烧的高温环境会生成大量的氮氧化物(NO_(x))排放,在日益严苛的排放法规要求下,利用选择性催化还原(SCR)NO_(x)的后处理技术是拓展氢内燃机大规模应用、不断提升其动力性和经济性的必要手段。首先通过试验验证了Cu基分子筛的NH_(3)-SCR后处理系统是一种高效的针对直喷氢内燃机的NO_(x)净化方案,接着使用简化反应机理对NH_(3)-SCR反应过程进行了建模仿真,并研究了反应温度、空速和氨氮比对氢内燃机边界下NH_(3)-SCR还原NO_(x)的影响。研究结果表明:在稀燃缸内直喷氢内燃机边界下,NH_(3)-SCR低温活性仍保持良好,后处理系统起燃温度(T_(50))为110℃,活性窗口(T_(90))范围为150~425℃;在空速大于25000 h^(-1)时,NO_(x)转化效率都大于95%;当控制氨氮比为0.5,并保持反应温度在350~400℃时可保证最高的NO_(x)转化效率,实现直喷氢内燃机的近零NO_(x)排放。