【摘要】：隨著船舶柴油機(jī)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格,船舶柴油機(jī)加裝后處理裝置已成為必然的趨勢(shì)。尤其是TIERⅢ排放法規(guī)的實(shí)施,使得選擇性催化還原裝置在降低船舶柴油機(jī)NOx排放方面扮演著越來(lái)越重要的角色。但由于SCR系統(tǒng)較大,嚴(yán)重影響了船舶的承載空間,因此,開(kāi)展SCR小型化研究就顯得十分必要。本文對(duì)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)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(yīng)器和出口邊界的SCR系統(tǒng)的一維模型,并對(duì)反應(yīng)器中涉及到的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定。結(jié)果表明,模擬得到的NOx轉(zhuǎn)化率更接近實(shí)驗(yàn)值。隨后對(duì)不同工況下的結(jié)構(gòu)參數(shù),如:催化劑長(zhǎng)度、橫截面積、孔密度、涂層厚度和載體壁厚等,對(duì)NOx轉(zhuǎn)化率和壓降的影響進(jìn)行了模擬研究,得出了對(duì)NOx轉(zhuǎn)化率和壓降影響較大的結(jié)構(gòu)參數(shù)。接下來(lái)使用響應(yīng)面優(yōu)化法對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)為:催化劑橫截面積為59612 mm~2;長(zhǎng)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(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí),SCR反應(yīng)器的NOx轉(zhuǎn)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(yīng)器的單路三維模型,對(duì)反應(yīng)器的布置層數(shù)和層間距進(jìn)行了模擬研究。結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)脑黾哟呋瘎⿲訑?shù)和層間距可以改善反應(yīng)器的性能。當(dāng)催化劑布置為兩層,層間距為24 mm時(shí),反應(yīng)器的性能較好。最后建立了SCR反應(yīng)器的多支路模型,研究了支路數(shù)對(duì)反應(yīng)器性能的影響。隨著支路數(shù)的增加,SCR反應(yīng)器的NOx轉(zhuǎn)化率呈上升的趨勢(shì),并在支路數(shù)為3時(shí)達(dá)到最大。壓降的變化幅度不是很明顯,均在995~1050 Pa之間。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U664.121
【圖文】：

第一章 緒 論.1 選題背景及意義當(dāng)今世界，在海洋資源開(kāi)發(fā)和國(guó)際貨物貿(mào)易方面，海洋運(yùn)輸都扮演著相角色。當(dāng)前，海洋運(yùn)輸業(yè)能夠占據(jù)整個(gè)世界運(yùn)輸業(yè)運(yùn)輸量的百分之七十我國(guó)，這一比值則呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)[1]。如今的船舶發(fā)動(dòng)機(jī)中絕大多數(shù)都采用柴油機(jī)，性能較佳的柴油機(jī)能夠?qū)\(yùn)輸業(yè)帶來(lái)顯著的影響[2]。但是，船舶柴油機(jī)工作時(shí)燃燒重油所排放的帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題引起了世界各國(guó)越來(lái)越廣泛地關(guān)注。根據(jù)相關(guān)國(guó)際組織運(yùn)輸產(chǎn)生的污染進(jìn)行估算的數(shù)據(jù)顯示，其中海洋運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)生了全球排放五分之一，每年能夠排放出超過(guò)一千萬(wàn)噸的氮氧化物等污染物。我國(guó)相組織對(duì)海洋運(yùn)輸業(yè)產(chǎn)生的污染物進(jìn)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(duì)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(duì)幾種 NOx 排放控制技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，從圖中可以看出，相比，SCR 和雙燃料 (DF) 可以達(dá)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(guó)際上針對(duì) SCR 的研究單位主要有三類(lèi)：第一類(lèi)是環(huán)境保護(hù)類(lèi)的有名的就是瑞典的 Munters、德國(guó)的 Steluer、Hug engineering 和hnson Matthey和美國(guó)的Engelhard等；第二類(lèi)就是船舶柴油機(jī)制造 MAN 公司和芬蘭的 W rtsil 公司等；第三類(lèi)則是專(zhuān)門(mén)的 SCR 系R 系統(tǒng)配件公司和相關(guān)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(jìn)

第一章 緒 論上，試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示 NOX降低了百分之八十。并且針度開(kāi)發(fā)，使得 SCR 系統(tǒng)開(kāi)始成為控制 NOX排放的主要技 等人[21]也設(shè)計(jì)出了一款滿(mǎn)足 Tier III 排放法規(guī)的 SCR 系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)、兩次優(yōu)化，并最終在船機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試，各項(xiàng)應(yīng)要求。最終的 SCR 反應(yīng)器的三維模型如圖所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號(hào)：2794418