炭黑尾气锅炉SCR脱硝系统的SIS设计及应用

炭黑尾气污染严重,近年来炭黑尾气锅炉脱硝控制在环保工作中得到高度重视。采用基于Hia Guard的德国莱茵SIL3认证的自诊断三重冗余ESD系统,结合炭黑尾气锅炉SCR脱硝工艺特性,对炭黑尾气锅炉脱硝系统的联锁控制和安全保护进行设计,在采用中温SCR还原、蜂窝式2+1布置方式、蒸汽吹灰方式、5%氨气浓度、NO_x浓度为650 mg/m~3(标态)的情况下,脱硝效率达95%、安全回路可靠性达99.9999%。     

重型柴油车尿素SCR系统及其控制策略研究进展

对选择性催化还原(SCR)系统工作原理进行了介绍;提出了DeNOx系统催化器集成方案;分析了SCR控制系统面临的主要问题;重点介绍了传统SCR控制技术和先进的SCR控制技术,分析了不同控制方法的优缺点。已有研究结果表明:SCR控制系统主要面临SCR模型非线性问题、多时间尺度耦合控制问题、商业传感器测量问题。开环控制系统NOx转化效率可以达到60%～80%,仅满足国Ⅳ和国Ⅴ排放法规要求。而闭环控制系统具有更高的NOx转化效率,可以满足更为严格的排放法规要求。先进SCR控制技术具有良好的控制效果和鲁棒性,能更有效地控制NOx排放和NH3泄漏。发动机和后处理系统协同控制增加了后处理系统的可控性,可以进一步降低柴油车污染物排放。     

基于串级IMC-PID的SCR脱硝控制系统设计及应用

针对燃煤机组SCR脱硝系统出口NOx浓度大时延、大惯性导致常规PID控制效果不佳的问题,提出了串级IMC-PID的出口NOx浓度控制方案。对SCR脱硝系统出口NOx浓度进行扰动试验,根据试验数据并基于单纯形（Nelder-mead）法实现了对出口NOx浓度动态特性的系统辨识,构建出口NOx浓度的被控对象模型,基于所得模型参数实现对串级IMC-PID控制系统的参数整定。将重新设计的控制系统用于某300 MW亚临界燃煤机组的SCR脱硝系统,实际应用效果表明,与原始控制方案相比,采用串级IMC-PID控制方案的SCR脱硝系统的出口NOx浓度控制平稳,波动范围明显减小,控制效果显著改善。     

柴油机Urea-SCR催化器优化设计及仿真研究

运用计算流体力学(CFD)软件,对结构改进前后的选择性催化还原(SCR)催化器内流场进行了三维稳态流动数值模拟,对比分析了改进前后4种不同结构的催化器内流动特性,研究得到不同结构下压力、温度、流速和NO的质量分数之间的关系。结果表明:优化设计后的SCR催化器增大了载体中部高速区的占比,使载体内流速相对均匀。降低了由于温度、压力产生的涡流,提高了尿素液滴与尾气的混合均匀性和尾气中NO_x的转化率。当SCR催化器长度为180 mm,宽度为160 mm,角度为36.5°时,管内压力、温度、流速达到最佳状态且NO_x的转化效率达到最高。模拟结果为进一步优化设计柴油机SCR催化器提供了设计依据。     

车用柴油机Urea-SCR催化器优化设计及试验研究

运用CFD手段对SCR催化器进行了优化设计,分析了初级混合管内速度分布、载体内流量均匀性等。模拟结果表明:优化设计后的SCR催化器减少了尿素液滴碰壁的几率,提高了尿素液滴与尾气的混合均匀性。对优化设计后的SCR催化器进行性能试验、初期耐久试验和道路验证试验。试验结果表明:优化设计后的SCR催化器在欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)下氮氧化物(NOx)转化效率相比原结构SCR催化器分别提高了11.8%和13.8%,且能有效避免尿素结晶结石等沉积物的形成。     

柴油机乙醇选择催化还原系统控制策略的研究

设计了一种氮氧化物(NOx)选择催化还原(SCR)试验台,简单介绍了试验台的系统组成和功能。为车载柴油机排气SCR净化系统提出了一种先进的控制策略,该控制策略主要包括还原剂喷射控制和助燃机剂喷射控制组成。对控制策略进行了试验研究,结果表明:使用该控制策略的SCR净化系统对车用柴油机排气NOx有较好的净化效果。     

基于改进型多模型预测控制的喷氨优化算法及其应用

由于大时滞、非线性的控制难点,典型火电机组选择催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)脱硝系统的控制效果难以保障.作为一种先进控制算法,与PID控制相比模型预测控制对大时延、大惯性的被控对象有着较好的控制效果,因此在脱硝控制系统优化中多有应用.然而SCR被控对象的非线性以及未知的外...     

火电厂SCR脱硝系统机理建模与控制研究

随着环保意识的提高,火电厂氮氧化物的排放问题引起了社会的关注。选择性催化还原方法(selective catalytic reduction,SCR)普遍采用于火电厂的脱硝系统中,喷氨量的控制是脱硝系统的关键问题,若不能得到有效控制,不仅影响火电厂脱硝效率,而且氨逃逸有可能会造成二次污染。SCR系统的准确动态建模是对喷氨量进行有效控制的前提。本文通过分析SCR系统化学反应机理建立了SCR动态模型,并利用实际运行数据对其进行验证,平均百分比误差为10.73%,仿真结果表明该模型精度高。因该系统具有较强的非线性,传统比例、积分、微分(PID)控制器难以得到满意的控制效果,本文设计了神经网络预测控制器,对SCR系统的喷氨量进行控制,并与传统PID控制器进行对比,利用火电厂实际运行数据对该方法进行了验证,提出的控制策略在两个典型工况下的脱硝效率比传统PID控制策略高约10%,结果表明该方法具有较好的控制效果。     

紧凑型SCR催化器结构优化设计和试验验证

为解决传统SCR催化器在狭小空间布置问题,设计一种新型SCR混合器.仿真结果表明:优化后的SCR催化器能够促进尿素和尾气的充分混合,NH,分布均匀和流动均匀性指数分别提高了 5％和4％,随后进行100小时试验验证,试验结果表明:新设计结构的NOx转化率和氨泄漏排放均满足要求,且混合器壁面未出现尿素结晶.     

即插即用空气辅助尿素喷射系统控制策略优化

为减少环境污染,进一步降低柴油车尾气中NOx的排放,以尿素为还原剂的选择催化还原(selective catalytic reduction,SCR)技术已广泛应用于发动机的设计和改进。控制策略是SCR系统的核心技术之一,通过对一种即插即用空气辅助尿素泵的结构及工作原理的分析,对后处理尿素泵的控制策略进行分析和研究,提出相应优化解决方案以提升尿素泵的使用寿命和整车匹配适应性。     

船用柴油机选择性催化还原系统设计及试验验证

结合船用中速柴油机开展选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统的设计和性能试验验证,着重关注还原剂均匀分布、排气均匀度、系统稳定可靠控制及催化剂布置等方面,形成适用于船用环境的SCR系统设计方案.基于6L21/31中速柴油机D2以及E3循环工况开展SCR系统配机试验,结果...     

船舶柴油机SCR方案的关键技术分析

针对SCR装置喷射系统、还原剂、安装位置的选择,以及提高废气温度方式等方面,结合我国车用SCR路线的经验,对我国船用SCR路线的关键技术进行了分析,据此提出了适合我国船用SCR技术发展的有关技术路线。     

可变扫气口对低速机性能优化作用的仿真研究

为了进一步提高低速机热效率,基于一台500 m m缸径的低速机的热力学仿真模型,研究了可变扫气口技术提升低速机热效率的潜力.计算了对称可变扫气口结构和非对称可变扫气口结构在不同发动机负荷、不同扫气口高度下的有效燃油消耗率、排气流量、排气温度等参数.在保证同样的NOx排放水平下,可变扫气口技术能有效提升低速机热效率,油耗...     

船用低速柴油机低压SCR系统台架试验研究

结合船用低速柴油机的技术特点设计了低压SCR系统并开展了台架试验研究。试验结果表明:所设计的SCR系统NO_x减排效果明显,NH₃逃逸量较小,满足相关法规要求;柴油机在加装SCR系统后排气压力损失满足设计要求,且对燃油消耗率影响较小。     

柴油机Urea-SCR系统内流场与化学反应耦合研究

提出三维流场与一维化学反应相耦合的方法对柴油机尿素(urea)-选择性催化还原(SCR)系统进行全尺寸模拟,真实反映SCR系统内部气流运动状态对化学反应的影响。选择柴油机典型工况的排气温度、流量及压力等物理信息作为边界条件,对SCR系统进行流场分析,截取催化器前端截面的速度切片,建立流速均匀性系数与工况的函数模型,研究各流速分布下运行参数对NO_x转化效率及副产物N_2O生成的影响,为优化SCR系统控制策略提供指导。结果表明,不同工况下柴油机SCR催化器前端各区域流速差异明显,且流速均匀性系数在0.6～0.8区间内,氨氮比为1.1且NO_2、NO_x之比在0.0～0.5区间内时,NO_x转化效率最高,副产物N_2O的生成最少。     

船用低速柴油机高压SCR系统台架试验研究

通过在高压SCR系统上增加控制逻辑,调整部分设备的运行过程,设计了可稳定SCR运行的吹灰、换气稳压子系统,从而解决了柴油机从TierⅢ切换至TierⅡ模式运行时,高压排气进入SCR系统,对设备造成腐蚀的问题。台架试验表明:E3循环下加权NOx排放降至2.49 g/(kW·h),低于IMO TierⅢ限值3.4 g/(kW·h);氨泄漏量小于1 mg/m3。吹灰、换气稳压系统达到预期设计目标。     

装载机排放试验方法研究

为简化非道路机械排放试验方法、缩短试验时间并准确判断试验结果,对某一配套162 kW发动机的5 t装载机按照排放标准要求进行实际作业循环排放试验。试验表明,装载机排放试验循环具有工况单一且稳定和选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)上游排温波动小的特性。在试验基础上分析不同试验时间对应的排放结果,可知缩短一定试验时间对结果的影响误差在3%以内;通过分析SCR上游排温对排放结果的影响,可以利用SCR上游排温范围对应的SCR转化效率快速评价试验结果,简化了试验方法。     

减少柴油机NO_x排放的机外措施

控制柴油机有害气体排放不外乎采用机内措施和机外措施．本文着重介绍了降低柴油机ＮＯＸ排放的 ＳＮＣＲ、ＳＣＲ、ＮＳＣＲ、ＮＳＲ、ＳＮＲ等机外措施．     

烟气脱硝装置技术介绍

催化脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法,应用较多的有选择性催化还原法(Selec-tive catalytic reduction,简称SCR)、选择性非催化还原法(Selective non-catalytic reduction,以下简称SCR)。详细介绍了SCR烟气脱硝技术的原理、工艺流程、运行控制和工业应用实例。