SCR催化还原NOx反应机理研究及数值模拟

选择性催化还原法(SCR),作为一种高效的机外净化脱硝技术,已经逐步开始应用于移动源柴油机尾气氮氧化物的控制,它的设计和研究也显得更加重要。SCR催化器设计非常复杂,必须综合考虑液滴雾化、气体流动、化学反应、传热等一系列过程,这些过程与催化剂载体和催化器结构有直接联系。本文着重研究了载体内部化学反应、气体流动和传热过程。 本文使用达西定理定义动量方程,通过对载体内部流动、传热及化学反应过程的模型进行简化,将三维问题简化为一维问题,使用有限体积法将一维微分方程离散化,并使用FORTRAN语言完成了程序编写过程。为了得到收敛解,在计算过程中采用了欠松弛方法,最后计算求解了稳态、非稳态下催化剂内部组分、温度的时间及空间分布。 为了验证一维简化模型可行性,对问题使用CFD软件Fire建模并完成仿真计算,将简化模型计算结果与软件仿真结果进行比较发现,无论是稳态问题还是非稳态问题,该模型都能与软件计算结果很好的吻合。 在一定的实验数据基础下,将简化模型与优化软件结合,标定了用于计算反应速率的化学动力学参数,能为进一步设计仿真复杂结构提供参数依据。