CN116359425A - 一种scr催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质 - Google Patents

一种scr催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN116359425A CN202310253286.3A CN202310253286A CN116359425A CN 116359425 A CN116359425 A CN 116359425A CN 202310253286 A CN202310253286 A CN 202310253286A CN 116359425 A CN116359425 A CN 116359425A
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Abstract

本申请实施例提供一种SCR催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质，该方法可以在第一发动机中分别对各种SCR催化剂进行测试，然后基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定第一发动机的尾排量，在确定尾排量小于预设尾排量后，也就是说，在测试得到该SCR催化剂能够满足第一发动机的尾气排放要求，可以直接通过催化反应时间确定该SCR催化剂的体积，采用本申请实施例确定的SCR催化剂体积已经经过了验证，因此确定的SCR催化剂可以符合第一发动机的尾气排放要求。

Description

一种SCR催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质
技术领域
本申请涉及发动机尾气处理技术领域，特别涉及一种SCR催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质。
背景技术
随着社会对于生态环境的保护意识逐渐增强，机动车排气中的污染物对生态环境的污染问题也日益凸显。为了使机动车的排气符合污染物排放标准，一般在排放之前通过发动机的后处理系统对排气进行催化处理，降低其中的污染物含量。
在发动机的后处理系统中存在一个选择性催化还原反应(Selective CatalyticReduction，SCR)催化剂，它用来将氮氧化物(NOx)转化为N2，以降低发动机的氮氧化物(NOx)的排放。
对于SCR催化剂的设计依然是难点，设计体积过大会导致成本过高，体积过小会导致排放超标或油耗增加，目前确定SCR催化剂体积的方法是针对发动机的排量确定，即发动机的排量和SCR催化剂体积之间有一个比例关系，由于SCR催化剂对氮氧化物(NOx)的转化效率还受到发动机排气温度、排放量、SCR催化剂的氨储等多种因素的影响，这种简单的根据发动机的排量确定SCR催化剂体积是很难符合排放要求的。
发明内容
本申请实施例提供一种SCR催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质，用于使确定的SCR催化剂的体积，更符合对应发动机的尾气排放要求。
第一方面，本申请实施例提供一种SCR催化剂的体积确定方法，包括：
在第一发动机中分别对各所述SCR催化剂进行测试，确定各所述SCR催化剂的催化反应时间和测试氨储；
针对任意一个SCR催化剂，基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述第一发动机的尾排量，其中，所述催化反应时间用于表征所述SCR催化剂对所述第一发动机的尾气进行催化处理的反应时间；所述任意一个SCR催化剂的理论氨储是基于第二发动机的已知转化率、已知氨储和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率确定的，所述已知转化率表征所述第二发动机对尾气的转化程度，所述已知氨储表征所述第二发动机对氨气的存储量；
若所述尾排量小于预设尾排量，则确定所述SCR催化剂符合所述第一发动机的尾气排放要求，并基于所述催化反应时间确定所述SCR催化剂的体积。
可选的，所述基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述第一发动机的尾排量，包括：
基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述任意一个SCR催化剂的测试转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂的测试转化率和所述第一发动机的原排量，确定所述第一发动机的尾排量。
可选的，所述任意一个SCR催化剂的测试氨储通过如下方式确定：
基于所述任意一个SCR催化剂的质量和比热确定所述任意一个SCR催化剂的床温；
基于所述任意一个SCR催化剂的床温和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率，确定所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率和预设氨氮比，确定所述任意一个SCR催化剂的测试氨储。
可选的，所述任意一个SCR催化剂的理论氨储通过如下方式确定：
将任意一个SCR催化剂的理论转化率与所述第二发动机的已知转化率的比值作为第一系数；
将任意一个第一系数与所述第二发动机的已知氨储的乘积作为所述任意一个SCR催化剂的理论氨储。
可选的，所述基于所述催化反应时间确定所述SCR催化剂的体积，包括：
将所述催化反应时间与所述第一发动机的排量的乘积作为第二系数；
将所述第二系数与所述SCR催化剂的空速的比值作为所述SCR催化剂的体积。
第二方面，本申请实施例还提供一种SCR催化剂的体积确定装置，包括：
第一确定单元，用于在第一发动机中分别对各所述SCR催化剂进行测试，确定各所述SCR催化剂的催化反应时间和测试氨储；
第二确定单元，用于针对任意一个SCR催化剂，基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述第一发动机的尾排量，其中，所述催化反应时间用于表征所述SCR催化剂对所述第一发动机的尾气进行催化处理的反应时间；所述任意一个SCR催化剂的理论氨储是基于第二发动机的已知转化率、已知氨储和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率确定的，所述已知转化率表征所述第二发动机对尾气的转化程度，所述已知氨储表征所述第二发动机对氨气的存储量；
第三确定单元，用于若所述尾排量小于预设尾排量，则确定所述SCR催化剂符合所述第一发动机的尾气排放要求，并基于所述催化反应时间确定所述SCR催化剂的体积。
可选的，所述第二确定单元具体用于：
基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述任意一个SCR催化剂的测试转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂的测试转化率和所述第一发动机的原排量，确定所述第一发动机的尾排量。
可选的，所述任意一个SCR催化剂的测试氨储通过如下方式确定：
基于所述任意一个SCR催化剂的质量和比热确定所述任意一个SCR催化剂的床温；
基于所述任意一个SCR催化剂的床温和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率，确定所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率和预设氨氮比，确定所述任意一个SCR催化剂的测试氨储。
可选的，所述任意一个SCR催化剂的理论氨储通过如下方式确定：
将任意一个SCR催化剂的理论转化率与所述第二发动机的已知转化率的比值作为第一系数；
将任意一个第一系数与所述第二发动机的已知氨储的乘积作为所述任意一个SCR催化剂的理论氨储。
可选的，所述第三确定单元具体用于：
将所述催化反应时间与所述第一发动机的排量的乘积作为第二系数；
将所述第二系数与所述SCR催化剂的空速的比值作为所述SCR催化剂的体积。
本申请实施例提供一种SCR催化剂的体积确定方法、装置、设备及介质，该方法可以在第一发动机中分别对各种SCR催化剂进行测试，然后基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定第一发动机的尾排量，在确定尾排量小于预设尾排量后，也就是说，在测试得到该SCR催化剂能够满足第一发动机的尾气排放要求，可以直接通过催化反应时间确定该SCR催化剂的体积，采用本申请实施例确定的SCR催化剂体积已经经过了验证，因此确定的SCR催化剂可以符合第一发动机的尾气排放要求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种SCR催化剂的体积确定方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种SCR催化剂的体积确定装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了更好地对发动机的SCR催化剂进行选型，并确定SCR催化剂的体积，使得确定好体积的SCR催化剂符合对应发动机的尾气排放要求，本申请实施例提供了一种SCR催化剂的体积确定方法。
如图1所示，为本申请实施例提供的一种SCR催化剂的体积确定方法，该方法包括：
S101、在第一发动机中分别对各SCR催化剂进行测试，确定各SCR催化剂的催化反应时间和测试氨储；
S102、针对任意一个SCR催化剂，基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定第一发动机的尾排量，其中，催化反应时间用于表征SCR催化剂对第一发动机的尾气进行催化处理的反应时间；任意一个SCR催化剂的理论氨储是基于第二发动机的已知转化率、已知氨储和任意一个SCR催化剂的理论转化率确定的，已知转化率表征第二发动机对尾气的转化程度，已知氨储表征第二发动机对氨气的存储量；
S103、若尾排量小于预设尾排量，则确定SCR催化剂符合第一发动机的尾气排放要求，并基于催化反应时间确定SCR催化剂的体积。
本申请实施例提供的SCR催化剂的体积确定方法，由于可以在第一发动机中分别对各种SCR催化剂进行测试，然后基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定第一发动机的尾排量，在确定尾排量小于预设尾排量后，也就是说，在测试得到该SCR催化剂能够满足第一发动机的尾气排放要求，可以直接通过催化反应时间确定该SCR催化剂的体积，采用本申请实施例确定的SCR催化剂体积已经经过了验证，因此确定的SCR催化剂可以符合第一发动机的尾气排放要求。
在具体实施中，第一发动机和第二发动机的排量可以相同，这样通过第一发动机确定任意一个SCR催化剂的理论氨储后，通过第二发动机进行测试确定的尾排量可以更加准确，进而使得确定的SCR体积更加符合第二发动机的尾气排放要求。
值得说明的是，理论氨储表征的是SCR催化剂的最大氨储，氨储和转化率之间具有正相关的关系，即氨储越大，转化率也越高。对于任意一个SCR催化剂来说，其理论氨储是未知的，即是需要通过计算确定的。
在具体实施中，本申请实施例在确定任意一个SCR催化剂的理论氨储时，是通过如下方式确定的：
将任意一个SCR催化剂的理论转化率与第二发动机的已知转化率的比值作为第一系数，即SCR催化剂的理论转化率/第二发动机的已知转化率＝第一系数；
将任意一个第一系数与第二发动机的已知氨储的乘积作为任意一个SCR催化剂的理论氨储，即第一系数*第二发动机的已知氨储＝任意一个SCR催化剂的理论氨储。
其中，SCR催化剂的理论转化率表征的是SCR催化剂的最大氨储所对应的转化率。
在具体实施中，基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定第一发动机的尾排量，具体为：
基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定任意一个SCR催化剂的测试转化率；
基于任意一个SCR催化剂的测试转化率和第一发动机的原排量，确定第一发动机的尾排量。
其中，任意一个SCR催化剂的测试氨储通过如下方式确定：
基于任意一个SCR催化剂的质量和比热确定任意一个SCR催化剂的床温；
基于任意一个SCR催化剂的床温和任意一个SCR催化剂的理论转化率，确定任意一个SCR催化剂在床温下的转化率；
基于任意一个SCR催化剂在床温下的转化率和预设氨氮比，确定任意一个SCR催化剂的测试氨储。
具体的，为了直观描述确定第一发动机的尾排量的过程，下面以公式的形式进行说明：
Tn＝(Tn-1*mSCR*CSCR+Ve*Ce*Te)/(Ve*Ce+mSCR*CSCR)；
其中，n代表时间，时间为n时的SCR床温为Tn，时间为n-1时的SCR床温为Tn，mSCR代表SCR催化剂的质量，CSCR代表SCR催化剂的比热，Ve代表发动机的排气流量，Ce代表发动机的排气比热，Te代表发动机的排气温度。
E＝interp1(TXY,EXY,Tn,'linear')；
其中，E代表SCR催化剂在床温下的转化率，由于转化率还受到氨储等其他因素影响，因此这里并不是实际的测试转化率，interp1代表插值函数，TXY代表SCR催化剂的测试温度，EXY代表SCR催化剂的理论转化率。
SSCR(n)＝SSCR(n-1)+(ANR-ESCR(n-1))*CNOx；
其中，SSCR代表SCR催化剂的测试氨储，ANR代表预设氨氮比(用来衡量尿素喷射量与氮氧化物NOx的比例关系)，CNOx代表发动机的尾气转化量。
ESCR＝(e^(log1/(1-E)*SSCR(n)/SXY)-1)/e^(log1/(1-E)*SSCR(n)/SXY))^t；
其中，ESCR代表SCR催化剂的测试转化率，SXY代表SCR催化剂的理论转化率，t代表催化反应时间。
Cnox＝YNOx*ESCR；
其中，Cnox代表SCR催化剂的尾排量，YNOx代表SCR催化剂的原排量。
在具体实施中，基于催化反应时间确定SCR催化剂的体积，具体为：将催化反应时间与第一发动机的排量的乘积作为第二系数；将第二系数与SCR催化剂的空速的比值作为SCR催化剂的体积。
在具体实施中，还可以控制调整尿素喷射量以改变预设氨氮比，使得测试的第一发动机的尾排量小于预设尾排量，从而可以符合尾气排放要求。
基于相同的构思，本申请实施例还提供一种SCR催化剂的体积确定装置，如图2所示，该装置包括：
第一确定单元201，用于在第一发动机中分别对各SCR催化剂进行测试，确定各SCR催化剂的催化反应时间和测试氨储；
第二确定单元202，用于针对任意一个SCR催化剂，基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定第一发动机的尾排量，其中，催化反应时间用于表征SCR催化剂对第一发动机的尾气进行催化处理的反应时间；任意一个SCR催化剂的理论氨储是基于第二发动机的已知转化率、已知氨储和任意一个SCR催化剂的理论转化率确定的，已知转化率表征第二发动机对尾气的转化程度，已知氨储表征第二发动机对氨气的存储量；
第三确定单元203，用于若尾排量小于预设尾排量，则确定SCR催化剂符合第一发动机的尾气排放要求，并基于催化反应时间确定SCR催化剂的体积。
在具体实施中，第二确定单元202具体用于：
基于任意一个SCR催化剂的理论氨储、测试氨储和催化反应时间，确定任意一个SCR催化剂的测试转化率；
基于任意一个SCR催化剂的测试转化率和第一发动机的原排量，确定第一发动机的尾排量。
在具体实施中，任意一个SCR催化剂的测试氨储通过如下方式确定：
基于任意一个SCR催化剂的质量和比热确定任意一个SCR催化剂的床温；
基于任意一个SCR催化剂的床温和任意一个SCR催化剂的理论转化率，确定任意一个SCR催化剂在床温下的转化率；
基于任意一个SCR催化剂在床温下的转化率和预设氨氮比，确定任意一个SCR催化剂的测试氨储。
在具体实施中，任意一个SCR催化剂的理论氨储通过如下方式确定：
将任意一个SCR催化剂的理论转化率与第二发动机的已知转化率的比值作为第一系数；
将任意一个第一系数与第二发动机的已知氨储的乘积作为任意一个SCR催化剂的理论氨储。
在具体实施中，第三确定单元203具体用于：
将催化反应时间与第一发动机的排量的乘积作为第二系数；
将第二系数与SCR催化剂的空速的比值作为SCR催化剂的体积。
基于相同的构思，本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。如图3所示，该电子设备包括存储器301和处理器302；
存储器301用于存储指令；
处理器302用于执行所述存储器301存储的指令，当所述处理器302执行所述存储器存储的指令时，使得所述装置执行上述任一项所述的SCR催化剂的体积确定的方法。
进一步的，本申请实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述任一项所述的SCR催化剂的体积确定的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种SCR催化剂的体积确定方法，其特征在于，包括：
在第一发动机中分别对各所述SCR催化剂进行测试，确定各所述SCR催化剂的催化反应时间和测试氨储；
针对任意一个SCR催化剂，基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述第一发动机的尾排量，其中，所述催化反应时间用于表征所述SCR催化剂对所述第一发动机的尾气进行催化处理的反应时间；所述任意一个SCR催化剂的理论氨储是基于第二发动机的已知转化率、已知氨储和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率确定的，所述已知转化率表征所述第二发动机对尾气的转化程度，所述已知氨储表征所述第二发动机对氨气的存储量；
若所述尾排量小于预设尾排量，则确定所述SCR催化剂符合所述第一发动机的尾气排放要求，并基于所述催化反应时间确定所述SCR催化剂的体积。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述第一发动机的尾排量，包括：
基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述任意一个SCR催化剂的测试转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂的测试转化率和所述第一发动机的原排量，确定所述第一发动机的尾排量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任意一个SCR催化剂的测试氨储通过如下方式确定：
基于所述任意一个SCR催化剂的质量和比热确定所述任意一个SCR催化剂的床温；
基于所述任意一个SCR催化剂的床温和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率，确定所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率和预设氨氮比，确定所述任意一个SCR催化剂的测试氨储。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述任意一个SCR催化剂的理论氨储通过如下方式确定：
将任意一个SCR催化剂的理论转化率与所述第二发动机的已知转化率的比值作为第一系数；
将任意一个第一系数与所述第二发动机的已知氨储的乘积作为所述任意一个SCR催化剂的理论氨储。
5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述催化反应时间确定所述SCR催化剂的体积，包括：
将所述催化反应时间与所述第一发动机的排量的乘积作为第二系数；
将所述第二系数与所述SCR催化剂的空速的比值作为所述SCR催化剂的体积。
6.一种SCR催化剂的体积确定装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于在第一发动机中分别对各所述SCR催化剂进行测试，确定各所述SCR催化剂的催化反应时间和测试氨储；
第二确定单元，用于针对任意一个SCR催化剂，基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述第一发动机的尾排量，其中，所述催化反应时间用于表征所述SCR催化剂对所述第一发动机的尾气进行催化处理的反应时间；所述任意一个SCR催化剂的理论氨储是基于第二发动机的已知转化率、已知氨储和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率确定的，所述已知转化率表征所述第二发动机对尾气的转化程度，所述已知氨储表征所述第二发动机对氨气的存储量；
第三确定单元，用于若所述尾排量小于预设尾排量，则确定所述SCR催化剂符合所述第一发动机的尾气排放要求，并基于所述催化反应时间确定所述SCR催化剂的体积。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：
基于所述任意一个SCR催化剂的理论氨储、所述测试氨储和所述催化反应时间，确定所述任意一个SCR催化剂的测试转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂的测试转化率和所述第一发动机的原排量，确定所述第一发动机的尾排量。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述任意一个SCR催化剂的测试氨储通过如下方式确定：
基于所述任意一个SCR催化剂的质量和比热确定所述任意一个SCR催化剂的床温；
基于所述任意一个SCR催化剂的床温和所述任意一个SCR催化剂的理论转化率，确定所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率；
基于所述任意一个SCR催化剂在所述床温下的转化率和预设氨氮比，确定所述任意一个SCR催化剂的测试氨储。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储指令；
所述处理器用于执行所述存储器存储的指令，当所述处理器执行所述存储器存储的指令时，使得所述电子设备执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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