發(fā)布時間：2020-06-19 21:06

【摘要】：船用脫硝系統(tǒng)是凈化船舶尾氣中氮氧化物的主要設(shè)備,運用選擇性催化還原技術(shù)(SCR)把尾氣中的NOx處理成對大氣無污染的氮氣。它具有適用范圍廣,實用性強,處理效果優(yōu)良等優(yōu)點。本文在TierⅢ排放法規(guī)的背景下,采用數(shù)值方法對船用脫硝系統(tǒng)的流場進(jìn)行了系統(tǒng)研究:重點關(guān)注了還原劑的注入;研究了靜態(tài)混合器的影響;開展了不同SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計;基于SCR全系統(tǒng),分析了吹灰裝置對系統(tǒng)流場的影響。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過對尿素溶液噴射與分解的研究,揭示了分解產(chǎn)物NH_3分布的影響因素,即煙氣溫度、溶液噴射速度、液滴平均霧化粒徑及溶液噴射角度,為了達(dá)到良好的NH_3分布均勻性和轉(zhuǎn)化效率可以選擇45m/s的噴射速度,85μm的平均霧化粒徑及100°噴射角的方案。(2)對SCR系統(tǒng)來說,混合器起著加速NH_3與煙氣混合的作用。本文設(shè)計了三種類型的混合器,討論了有中心盤和無中心盤對煙氣流動的影響。以流動均勻性和壓降為評價指標(biāo),優(yōu)選出35%開孔率有中心盤扇葉混合器,此時流動均勻性達(dá)到最高值,而SCR反應(yīng)器進(jìn)口擴(kuò)張段處有小的壓降。(3)為達(dá)到船用SCR反應(yīng)器的緊湊布置,開展了非對稱設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化,設(shè)計了12種方案。以擴(kuò)張段的彎角α與收縮段的錐角β為可變參數(shù),固定反應(yīng)器在軸向上的長度,考察了α與β角的變化對于流動均勻性和系統(tǒng)壓降的影響,優(yōu)選出C_(60-45)(α角為60°,β角為45°)及C_(60-30)(α角為60°,β角為30°)方案。針對優(yōu)選方案C_(60-45)及C_(60-30),研究了入口來流非均勻分布的影響,來流的非均勻分布導(dǎo)致系統(tǒng)壓降的增加而流動均勻性不變或顯著下降。(4)基于SCR全系統(tǒng),研究了吹灰裝置的影響,分析了系統(tǒng)在四種工況下煙氣流動狀況。重點對反應(yīng)器入口至催化劑前端的流動均勻性和壓降進(jìn)行了對比分析,研究結(jié)果表明由于催化劑對氣流的阻礙作用,使得一部分氣體在進(jìn)入催化劑層前,發(fā)生了回流,在靠近反應(yīng)器壁面形成了明顯的漩渦,導(dǎo)致流動均勻性的下降,而吹掃高壓空氣對不同工況下煙氣流動均勻性均具有促進(jìn)作用。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U664.9

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本文編號：2721343