【摘要】：近些年來,船舶柴油機(jī)NO_x排放日益受到關(guān)注。國際海事組織(IMO)制定了TierⅢ標(biāo)準(zhǔn)對船舶NO_x排放進(jìn)行限制。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是降低NO_x排放的有效措施。在柴油機(jī)SCR系統(tǒng)中,合理的催化劑尺寸以及還原劑分布對脫硝性能有很大的影響。本文以MAN6G60ME-C9.2型柴油機(jī)為研究對象,對SCR反應(yīng)器及尿素噴射策略進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)及研究。首先,應(yīng)用商業(yè)軟件CHEMKIN-PRO對氨氣的氧化過程進(jìn)行了敏感性分析及絕對速率分析,并將95步詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理簡化為12步基元反應(yīng)機(jī)理,并將簡化機(jī)理與原機(jī)理進(jìn)行比對。然后,自行設(shè)計(jì)SCR實(shí)驗(yàn)臺,對SCR催化劑脫硝性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試,使用商業(yè)軟件FLUENT對脫硝實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過將數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合,確定催化劑的位密度。最后,使用所得簡化機(jī)理及其他各部分詳細(xì)機(jī)理,并結(jié)合所得催化劑位密度,確定SCR反應(yīng)器的合理尺寸及尿素噴射系統(tǒng)的布置方案。除此之外,還研究了 SCR催化劑的尺寸對脫硝率的影響、擴(kuò)張管角度對流場均勻程度的影響、尿素噴嘴的個(gè)數(shù)及布置形式對還原劑分布均勻性的影響。通過分析,得到如下結(jié)論:在350℃時(shí),氨氣氧化反應(yīng)很微弱。1000ppm氨氣氧化率低于5%。溫度對催化劑活性影響很大,在排氣溫度范圍內(nèi),五氧化二釩催化劑的活性隨著溫度升高而增加。脫硝催化劑的尺寸對脫硝率有很大影響,催化劑體積增加,總脫硝率增加,但單位體積脫硝率降低。催化劑體積相同時(shí),總脫硝率接近,存在最優(yōu)長寬比組合。擴(kuò)張管角度對流場速度分布有很大影響,擴(kuò)張管角度越小,流場速度分布越均勻,但會引起擴(kuò)張管尺寸的增加,設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合實(shí)際情況,選擇合適的擴(kuò)張管角度。噴嘴數(shù)目和中心距對噴射的均勻性有很大影響,噴嘴數(shù)目過多,中心距過小會導(dǎo)致還原劑分布不均勻。噴嘴數(shù)目一定時(shí),中心距增加,還原劑分布均勻程度增加。
【圖文】：

已達(dá)到較好的氮氧化物控制效果。正因?yàn)槠涓咝У拿撓跣Ч�，外部ＥＧＲ被廣泛應(yīng)逡逑用。逡逑外部ＥＧＲ結(jié)構(gòu)示意圖如圖１．２所示，由于ＥＧＲ率對于氮氧化物的排放率有著逡逑極其重要的影響，而ＥＧＲ閥負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)ＥＧＲ率，所ＷＥＧＲ閥是ＥＧＲ系統(tǒng)中非常逡逑重要的一個(gè)部件。所謂ＥＧＲ率就是參與廢氣再循環(huán)的廢氣量在總進(jìn)氣量中的占比。逡逑通常來說，內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷越大，需要的ＥＧＲ率越高，即需要較大的ＥＧＲ閥開度。與逡逑此同時(shí)，也導(dǎo)致了一部分問題，在大負(fù)荷時(shí)過大的ＥＧ艮率會降低燃燒速度，增加逡逑燃燒波動(dòng)，，降低燃燒熱效率，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)為性和經(jīng)濟(jì)性，ＣＯ、ＨＣ和煙粒也會大幅增逡逑加。逡逑５逡逑

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本文編號：2575640