三效催化轉(zhuǎn)化器老化特性數(shù)值仿真及優(yōu)化研究.pdf

1、汽車尾氣污染給人類的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅，車用三效催化轉(zhuǎn)化器是一種有效的汽車排放污染控制設(shè)備。新三效催化轉(zhuǎn)化器的廢氣轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到95％以上。但長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下工作，導(dǎo)致三效催化轉(zhuǎn)化器老化，廢氣轉(zhuǎn)化效率下降，因此研究三效催化轉(zhuǎn)化器的老化特性，對(duì)于確保三效催化轉(zhuǎn)化器長(zhǎng)期高效穩(wěn)定工作有著重要意義。 本文研究了三效催化轉(zhuǎn)化器的老化機(jī)理包括催化劑的失活機(jī)理，著重分析了高溫?zé)崂匣突瘜W(xué)中毒。從燒結(jié)速率以及反應(yīng)速率兩方面對(duì)老化進(jìn)行研

2、究，考慮到老化過(guò)程中催化反應(yīng)活性的降低以及催化劑顆粒長(zhǎng)大等因素，將老化特性參數(shù)的變化規(guī)律與新三效催化轉(zhuǎn)化器反應(yīng)模型相結(jié)合，建立了包含老化過(guò)程的三效催化轉(zhuǎn)化器的老化特性模型，從而彌補(bǔ)了以往反應(yīng)模型忽略老化因素的缺陷。 在老化特性模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用FLUENT軟件對(duì)三效催化轉(zhuǎn)化器的溫度場(chǎng)以及氧濃度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真，并運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)老化過(guò)程中三效催化轉(zhuǎn)化器老化特性參數(shù)的變化情況進(jìn)行計(jì)算。老化過(guò)程中，Pt顆粒平均直徑不斷增大，

3、載體前部受毒物中毒作用，Pt顆粒長(zhǎng)大受抑制，載體中后部因高溫?zé)崂匣筆t顆粒迅速長(zhǎng)大；化學(xué)反應(yīng)活性降低，反應(yīng)失活因子減小，且載體前部的反應(yīng)失活因子最小。老化后廢氣轉(zhuǎn)化效率顯著下降，表明催化劑燒結(jié)和中毒是導(dǎo)致催化器失效的重要因素。同時(shí)分析了擴(kuò)張角、入口溫度和行駛里程對(duì)老化特性的影響，為催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)優(yōu)化和性能改進(jìn)提供了一定的依據(jù)。 最后從油品、催化劑及其分布等方面提出了三效催化轉(zhuǎn)化器的抗老化措施，對(duì)開(kāi)發(fā)滿足日益嚴(yán)格的耐久性要求的