三效催化轉化器老化特性數(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)境造成了嚴重的威脅，車用三效催化轉化器是一種有效的汽車排放污染控制設備。新三效催化轉化器的廢氣轉化效率可以達到95％以上。但長期在惡劣環(huán)境下工作，導致三效催化轉化器老化，廢氣轉化效率下降，因此研究三效催化轉化器的老化特性，對于確保三效催化轉化器長期高效穩(wěn)定工作有著重要意義。 本文研究了三效催化轉化器的老化機理包括催化劑的失活機理，著重分析了高溫熱老化和化學中毒。從燒結速率以及反應速率兩方面對老化進行研

2、究，考慮到老化過程中催化反應活性的降低以及催化劑顆粒長大等因素，將老化特性參數(shù)的變化規(guī)律與新三效催化轉化器反應模型相結合，建立了包含老化過程的三效催化轉化器的老化特性模型，從而彌補了以往反應模型忽略老化因素的缺陷。 在老化特性模型的基礎上，運用FLUENT軟件對三效催化轉化器的溫度場以及氧濃度場進行了數(shù)值仿真，并運用MATLAB軟件對老化過程中三效催化轉化器老化特性參數(shù)的變化情況進行計算。老化過程中，Pt顆粒平均直徑不斷增大，

3、載體前部受毒物中毒作用，Pt顆粒長大受抑制，載體中后部因高溫熱老化使Pt顆粒迅速長大；化學反應活性降低，反應失活因子減小，且載體前部的反應失活因子最小。老化后廢氣轉化效率顯著下降，表明催化劑燒結和中毒是導致催化器失效的重要因素。同時分析了擴張角、入口溫度和行駛里程對老化特性的影響，為催化轉化器結構優(yōu)化和性能改進提供了一定的依據(jù)。 最后從油品、催化劑及其分布等方面提出了三效催化轉化器的抗老化措施，對開發(fā)滿足日益嚴格的耐久性要求的