一种计算氨储质量的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种计算氨储质量的方法及装置。通过动力方程计算催化剂上氨储的变化；利用催化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式；利用氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式，利用氨储的质量公式计算氨储的质量。这样，通过动力方程计算催化剂上氨储的变化，简化了选择性催化还原模型；利用氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式，简化了模型的计算工作量并保证模型计算精度。达到了简化选择性催化还原模型的同时精确地获得了氨储的质量的效果。如此可根据氨储的质量和发动机实际的氮氧化物排放量和选择性催化还原系统中催化剂的转化效率，动态的控制氨气的喷射量，来提高选择性催化还原系统的转化效率。性催化还原系统的转化效率。性催化还原系统的转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种计算氨储质量的方法及装置


[0001]本申请涉及大气污染物处理
，尤其涉及一种计算氨储质量的方法及装置。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，对技术的要求也不断提高。对于发动机而言，对选择性催化还原(Selective Catalyst Reduction，SCR)系统的转化效率提出了更高的要求，SCR系统的转化效率提高，一方面有利于满足更高转化效率的需求，另一方面有利于发动机提高NOx水平进而降低油耗；同时对于SCR系统控制精度有更高的要求，基于模型的SCR控制成为了必要手段。
[0003]而SCR一维模型的建立需要占用大量的电子控制单元资源，对于某些方案可能需要更多的SCR模型，由此，如何设计出一种简单可实现的SCR模型成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种计算氨储质量的方法及装置，旨在实现简化SCR模型，并且简化SCR模型的计算工作量。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种计算氨储质量的方法，所述方法包括：
[0006]通过动力方程计算催化剂上氨储的变化；
[0007]利用所述催化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式；
[0008]利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式；
[0009]利用所述氨储的质量公式计算氨储的质量。
[0010]可选的，所述通过动力方程计算催化剂上氨储的变化，具体包括：
[0011]利用第一公式计算催化剂上氨储的变化；
[0012]所述第一公式为：NH3
add
＝NH3
us
‑
NH3
cnv
‑
NH3
ds
‑
NH3
oxd
‑
NH3
n2o
；
[0013]其中NH3
add
为催化剂上氨储的变化；NH3
us
为选择性催化还原系统上游NH3流量；NH3
cnv
为选择性催化还原系统转化的氨气流量；NH3
ds
为选择性催化还原系统下游逃逸的NH3流量；NH3
oxd
为选择性催化还原系统氧化的NH3流量；NH3
n2o
为选择性催化还原系统消耗生成N2O的NH3流量。
[0014]可选的，所述利用所述化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式，具体公式为：其中Ω＝aNH3
max
，a为标准化的系数，NH3
max
为最大氨储量。
[0015]可选的，所述利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式，具体包括：
[0016]利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建得到氨储的质量公式，所
述氨储的质量公式为：其中，Ω＝aNH3
max
，θ(t
n
‑1)为选择性催化还原模型中第n
‑
1个模块的氨储质量输出数值；θ(t
n
)为所述选择性催化还原模型中第n个模块的氨储质量输出数值。
[0017]可选的，所述第一公式中各参数计算方法具体包括：
[0018]所述NH3
us
根据尿素喷射量计算得到；
[0019]所述NH3
cnv
根据第二公式及选择性催化还原系统上游NO2/NO
x
的比值计算得到；所述第二公式为述第二公式为为选择性催化还原系统下游NO
x
浓度；为选择性催化还原系统上游NO
x
气体反应物浓度；为NO
x
反应的频率因子；θ为选择性催化还原系统氨覆盖浓度；为NO
x
化学反应活化能；R为统一气体常数；T为温度；sv代表空速，即废气体积流量除以SCR催化剂体积；
[0020]所述NH3
ds
根据第三公式及废气量计算得到；所述第三公式为：其中，为NH3的逃逸浓度；K
des
为脱附反应的频率因子；K
ads
为吸附反应的频率因子；E
ads
为吸附反应的化学反应活化能；E
des
为脱附反应的化学反应活化能；ε为脱附反应活化能参数与氨储的关联系数；
[0021]所述NH3
oxd
根据第四公式计算得到；所述第四公式为：r
oxd
为氧化反应的反应速率；K
oxd
为氧化反应的频率因子；E
oxd
为氧化反应的化学反应活化能；
[0022]所述NH3
n2o
根据第五公式计算得到；所述第五公式为：
[0023]r
n2o
为NO2的反应速率；K
n2o
为NO2反应的频率因子；E
n2o
为NO2反应的化学反应活化能。
[0024]第二方面，本申请实施例提供了一种计算氨储质量的装置，所述装置包括：氨储的变化计算模块、氨储的质量公式构建模块、氨储的质量计算模块；
[0025]所述氨储的变化计算模块，用于通过动力方程计算催化剂上氨储的变化；
[0026]所述氨储的质量公式构建模块，用于利用所述催化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式；利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式；
[0027]所述氨储的质量计算模块，用于利用所述氨储的质量公式计算氨储的质量。
[0028]可选的，所述氨储的变化计算模块，具体用于：
[0029]利用第一公式计算催化剂上氨储的变化；
[0030]所述第一公式为：NH3
add
＝NH3
us
‑
NH3
cnv
‑
NH3
ds
‑
NH3
oxd
‑
NH3
n2o
；
[0031]其中NH3
add
为催化剂上氨储的变化；NH3
us
为选择性催化还原系统上游NH3流量；NH3
cnv
为选择性催化还原系统转化的氨气流量；NH3
ds
为选择性催化还原系统下游逃逸的NH3流量；NH3
oxd
为选择性催化还原系统氧化的NH3流量；NH3
n2o
为选择性催化还原系统消耗生成N2O的NH3流量。
[0032]可选的，所述氨储的质量公式构建模块，具体用于：
[0033]利用所述催化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式，具体公式为：
其中Ω＝aNH3
max
，a为标准化的系数，NH3
max
为最大氨储量。
[0034]可选的，所述氨储的质量公式构建模块，具体用于：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算氨储质量的方法，其特征在于，所述方法包括：通过动力方程计算催化剂上氨储的变化；利用所述催化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式；利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式；利用所述氨储的质量公式计算氨储的质量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过动力方程计算催化剂上氨储的变化，具体包括：利用第一公式计算催化剂上氨储的变化；所述第一公式为：NH3
add
＝NH3
us
‑
NH3
cnv
‑
NH3
ds
‑
NH3
oxd
‑
NH3
n2o
；其中NH3
add
为催化剂上氨储的变化；NH3
us
为选择性催化还原系统上游NH3流量；NH3
cnv
为选择性催化还原系统转化的氨气流量；NH3
ds
为选择性催化还原系统下游逃逸的NH3流量；NH3
oxd
为选择性催化还原系统氧化的NH3流量；NH3
n2o
为选择性催化还原系统消耗生成N2O的NH3流量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述催化剂上氨储的变化得到氨储质量守恒计算式，具体公式为：其中Ω＝aNH3
max
，a为标准化的系数，NH3
max
为最大氨储量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建氨储的质量公式，具体包括：利用所述氨储质量守恒计算式和前向欧拉离散公式构建得到氨储的质量公式，所述氨储的质量公式为：其中，Ω＝aNH3
max
，θ(t
n
‑1)为选择性催化还原模型中第n
‑
1个模块的氨储质量输出数值；θ(t
n
)为所述选择性催化还原模型中第n个模块的氨储质量输出数值。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一公式中各参数计算方法具体包括：所述NH3
us
根据尿素喷射量计算得到；所述NH3
cnv
根据第二公式及选择性催化还原系统上游NO2/NO
x
的比值计算得到；所述第二公式为二公式为为选择性催化还原系统下游NO
x
浓度；c
NOx,us
为选择性催化还原系统上游NO
x
气体反应物浓度；K
NOx
为NO
x
反应的频率因子；θ为选择性催化还原系统氨覆盖浓度；E
NOx
为NO
x
化学反应活化能；R为统一气体常数；T为温度；sv代表空速，即废气体积流量除以选择性催化还原系统中催化剂体积；所述NH3
ds
根据第三公式及废气量计算得到；所述第三公式为：其中，为NH3的逃逸浓度；K
des
为脱附反应的频率因子；K
ads
为吸附反应的频率因子；E
ads
为吸附反应的化学反应活化能；E
des
为脱附反应的化学反应活化能；ε为脱附反应活化能参数与氨储的关联系数；
所述NH3
oxd
根据第四公式计算得到；所述第四公式为：r
oxd
为氧化反应的反应速率；K
oxd
为氧化反应的频率因子；E
oxd
为氧化反应的化学反应活化能；所述NH3
n2o
根据第五公式计算得到；所述第五公式为：r
n2o
为NO2的反应速率；K
n2o
为NO2反应的频率因子；E
n2o
为NO2反应的化学反应活化能。6.一种计算氨储质量的装置，其特征在于，所述装置包括：氨储的变化计算模块、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，杨金鹏，赵姗姗，
申请(专利权)人：潍坊潍柴动力科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：