本文關(guān)鍵詞： SCR系統(tǒng) 離散相模型 靜態(tài)混合器 催化還原反應(yīng) 氨泄漏　出處：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本文以TierⅢ排放法規(guī)為背景,以某型船用柴油機(jī)為研究對象,根據(jù)柴油機(jī)的主機(jī)參數(shù)及尾氣排放數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)與之匹配的SCR系統(tǒng),建立SCR催化轉(zhuǎn)化器的幾何模型并確立相應(yīng)的邊界條件,運(yùn)用Fluent軟件中的離散相模型對尿素噴霧溶液及柴油機(jī)尾氣的流動與分布進(jìn)行模擬,并基于流速的均勻性評價指標(biāo)對模擬結(jié)果進(jìn)行分析。本文主要從以下幾方面進(jìn)行了研究:(1)為了提高尿素噴霧溶液分布的均勻性及與發(fā)動機(jī)排氣接觸更加充分,根據(jù)柴油機(jī)的排放數(shù)據(jù)、尿素溶液的噴射量及假設(shè)條件建立了SCR反應(yīng)器的三維數(shù)值模型。運(yùn)用Fluent軟件中的離散相模型,將噴射位置與反應(yīng)器入口的距離、噴嘴的噴射位置、反應(yīng)器入口擴(kuò)張角、不同的反應(yīng)器截面等參數(shù)對噴霧與排氣混合均勻性的影響進(jìn)行模擬。運(yùn)用基于流速的均勻性評價指標(biāo)對模擬結(jié)果進(jìn)行分析,并得出不同參數(shù)下的均勻性指數(shù),然后根據(jù)得到的均勻性指數(shù),確立尿素噴霧與排氣混合效果最佳時的噴霧參數(shù)及反應(yīng)器參數(shù)。為使尿素溶液噴霧液滴與排氣的混合更均勻,混合效果更好,設(shè)計(jì)一款靜態(tài)混合器,然后對安裝混合器前后的噴霧與混合情況進(jìn)行模擬,分析混合器的效果。(2)研究SCR系統(tǒng)還原劑的噴射方案時,為了驗(yàn)證還原劑的噴射效果對SCR系統(tǒng)催化還原反應(yīng)效率的影響。以Eley-Rideal機(jī)理建立了化學(xué)反應(yīng)的單孔道三維模型,以V2O5/Ti O2為催化劑,以還原劑與排氣混合后得出的數(shù)據(jù)作為邊界條件,模擬了不同溫度、不同Re、不同NO入口濃度及不同空速對NO催化轉(zhuǎn)化率的影響。通過模擬得出影響催化還原反應(yīng)效率的主要因素,并繪制出溫度、Re、NO入口濃度及空速與反應(yīng)效率的關(guān)系曲線,通過分析可以驗(yàn)證還原劑噴射方案的可靠性,同時可以得出最優(yōu)的催化反應(yīng)條件,為反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考。(3)根據(jù)模擬得出的結(jié)論,在4102型柴油發(fā)動機(jī)上安裝SCR后處理系統(tǒng),待發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時選用噴射效果最好的四孔噴嘴,沿排氣管道中心軸線向排氣管道中噴射尿素水溶液,并記錄尿素噴射前后反應(yīng)器出口處的NOX含量。用兩種不同的催化反應(yīng)器分別進(jìn)行ESC試驗(yàn),試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)尿素溶液的噴射量過多時,由于氨泄漏的發(fā)生,使得催化反應(yīng)器出口的NOX數(shù)值反而升高;當(dāng)發(fā)動機(jī)的排氣溫度過低或過高時,兩種催化反應(yīng)器的催化反應(yīng)效率均較低。
[Abstract]:In this paper, based on the Tier 鈪，

本文編號：1543334