【摘要】：隨著船舶柴油機排放法規(guī)的日益嚴格,船舶柴油機加裝后處理裝置已成為必然的趨勢。尤其是TIERⅢ排放法規(guī)的實施,使得選擇性催化還原裝置在降低船舶柴油機NOx排放方面扮演著越來越重要的角色。但由于SCR系統(tǒng)較大,嚴重影響了船舶的承載空間,因此,開展SCR小型化研究就顯得十分必要。本文對反應器的結構進行了系統(tǒng)的優(yōu)化。首先,使用AVL BOOST軟件建立了包含入口邊界、尿素噴嘴、SCR反應器和出口邊界的SCR系統(tǒng)的一維模型,并對反應器中涉及到的相關化學反應的化學反應動力學參數(shù)進行了標定。結果表明,模擬得到的NOx轉化率更接近實驗值。隨后對不同工況下的結構參數(shù),如:催化劑長度、橫截面積、孔密度、涂層厚度和載體壁厚等,對NOx轉化率和壓降的影響進行了模擬研究,得出了對NOx轉化率和壓降影響較大的結構參數(shù)。接下來使用響應面優(yōu)化法對催化劑的結構參數(shù)進行了優(yōu)化,經(jīng)過優(yōu)化后的結構參數(shù)為:催化劑橫截面積為59612 mm~2;長度為190 mm;孔密度為350;涂層厚度為0.01 mm;載體壁厚為0.21 mm。使用最優(yōu)結構參數(shù)時,SCR反應器的NOx轉化率為94%;壓降為733.9 Pa;催化劑體積為11.4 L。與優(yōu)化之前相比,催化劑的總體積減小了31.3%�；谝陨涎芯�,使用AVL FIRE軟件建立了SCR反應器的單路三維模型,對反應器的布置層數(shù)和層間距進行了模擬研究。結果表明,適當?shù)脑黾哟呋瘎⿲訑?shù)和層間距可以改善反應器的性能。當催化劑布置為兩層,層間距為24 mm時,反應器的性能較好。最后建立了SCR反應器的多支路模型,研究了支路數(shù)對反應器性能的影響。隨著支路數(shù)的增加,SCR反應器的NOx轉化率呈上升的趨勢,并在支路數(shù)為3時達到最大。壓降的變化幅度不是很明顯,均在995~1050 Pa之間。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U664.121
【圖文】：

第一章 緒 論.1 選題背景及意義當今世界，在海洋資源開發(fā)和國際貨物貿易方面，海洋運輸都扮演著相角色。當前，海洋運輸業(yè)能夠占據(jù)整個世界運輸業(yè)運輸量的百分之七十我國，這一比值則呈逐年增長的趨勢[1]。如今的船舶發(fā)動機中絕大多數(shù)都采用柴油機，性能較佳的柴油機能夠對運輸業(yè)帶來顯著的影響[2]。但是，船舶柴油機工作時燃燒重油所排放的帶來的環(huán)境問題引起了世界各國越來越廣泛地關注。根據(jù)相關國際組織運輸產(chǎn)生的污染進行估算的數(shù)據(jù)顯示，其中海洋運輸業(yè)產(chǎn)生了全球排放五分之一，每年能夠排放出超過一千萬噸的氮氧化物等污染物。我國相組織對海洋運輸業(yè)產(chǎn)生的污染物進行估算，其中產(chǎn)生的氮氧化物和硫化占到沿海城市空氣污染物中 NOx、SO2的 5%~15%[3]。因此，針對船舶成的污染的治理迫在眉睫。

圖 1-2 脫硝能力比較Figure 1-2 The comparison of denitrification ability 公司對幾種 NOx 排放控制技術進行了對比，從圖中可以看出，相比，SCR 和雙燃料 (DF) 可以達到較高的 NOx 減少能力，能法規(guī)的要求[17]。R 的研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀國際上針對 SCR 的研究單位主要有三類：第一類是環(huán)境保護類的有名的就是瑞典的 Munters、德國的 Steluer、Hug engineering 和hnson Matthey和美國的Engelhard等；第二類就是船舶柴油機制造 MAN 公司和芬蘭的 W rtsil 公司等；第三類則是專門的 SCR 系R 系統(tǒng)配件公司和相關的科研院所。lhard 公司是最早發(fā)現(xiàn) SCR 工作原理的單位，日本在隨后的跟進

第一章 緒 論上，試驗測試數(shù)據(jù)顯示 NOX降低了百分之八十。并且針度開發(fā)，使得 SCR 系統(tǒng)開始成為控制 NOX排放的主要技 等人[21]也設計出了一款滿足 Tier III 排放法規(guī)的 SCR 系統(tǒng)概念設計、兩次優(yōu)化，并最終在船機上進行了測試，各項應要求。最終的 SCR 反應器的三維模型如圖所示。

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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相關碩士學位論文 前1條

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本文編號：2794418