本文關鍵詞：柴油機SCR系統(tǒng)尿素噴嘴噴霧和性能研究

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【摘要】：隨著全球石化燃料的短缺及CO2減排壓力的增加,柴油機以其各方面的優(yōu)點得到越來越廣泛的應用,但隨之而來的是氮氧化物、微煙顆粒等對人體有害的污染物排放的增加。各國相繼出臺了排放法規(guī),限制污染物,特別是氮氧化物的排放。選擇性催化還原SCR技術是國內外已投入商業(yè)運行的比較成熟的柴油機尾氣處理技術。SCR系統(tǒng)中一個非常重要的組成部分就是噴射還原劑溶液的噴嘴,直接影響SCR脫硝的效果。本文建立了霧化試驗系統(tǒng)和發(fā)動機臺架試驗系統(tǒng)。介紹了試驗系統(tǒng)的組成、原理及測量儀器,包括全自動噴霧激光粒度儀、發(fā)動機、測功機等等。測量了噴嘴在不同氣、液壓力下的流量、霧化角、噴霧貫穿距離和索特爾平均粒徑,給出了霧化顆粒粒徑在空間中橫向和縱向分布。首先進行了氣體輔助和液壓霧化噴嘴的實驗對比,發(fā)現氣體輔助式霧化噴嘴性能更好。于是基于現有產品,設計四種新旋流腔的空氣霧化噴嘴,進行試驗,發(fā)現旋流式噴嘴在液體壓力較高時,耗氣量較低,使噴霧矩外部的液滴粒徑偏大。因此更新設計,增加外混結構,利用外混氣體對噴霧矩外側大顆粒液滴進行二次霧化,進一步降低噴嘴的霧化粒徑。通過試驗,最終優(yōu)選了流線型和外混型兩種結構噴嘴。兩款噴嘴的噴霧角度分別為85°~95°和50°~60°,霧化粒徑的分布區(qū)間分別為35~150微米和25~120微米之間。新設計的噴嘴配合相應的尿素溶液計量供給系統(tǒng)進性臺架試驗,驗證了噴嘴在柴油機SCR系統(tǒng)中的性能。
【關鍵詞】：柴油機 SCR 噴嘴 噴霧 氣體輔助
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 NOX的生成機理9-11
• 1.3 柴油機尾氣后處理主要技術路線11-15
• 1.3.1 EGR系統(tǒng)11-13
• 1.3.2 SCR系統(tǒng)13-15
• 1.4 國內外柴油機SCR噴嘴15-17
• 1.5 SCR噴嘴性能指標17-20
• 1.5.1 流量特性17-18
• 1.5.2 霧化角和噴霧距離18-19
• 1.5.3 霧化粒徑及其分布19-20
• 1.6 本文主要研究內容20-21
• 第二章 實驗儀器和試驗系統(tǒng)21-29
• 2.1 SCR噴嘴噴霧試驗系統(tǒng)21-26
• 2.1.1 氣體流量計和壓力傳感器22-23
• 2.1.2 噴霧激光粒度儀23-24
• 2.1.3 DV2T旋轉粘度計24-26
• 2.2 發(fā)動機臺架試驗系統(tǒng)26-28
• 2.2.1 柴油機26-28
• 2.2.2 氣體分析儀28
• 2.3 本章小結28-29
• 第三章 SCR噴嘴研發(fā)及噴霧研究29-56
• 3.1 壓力式和氣體輔助霧化噴嘴的試驗研究30-35
• 3.1.1 流量特性的比較31-32
• 3.1.2 霧化角的比較32-33
• 3.1.3 噴射貫穿距的比較33
• 3.1.4 霧化粒徑的橫向空間分布比較33-35
• 3.1.5 耐溫性35
• 3.2 旋流式氣體霧化噴嘴的比較試驗研究35-39
• 3.2.1 旋流霧化噴嘴的流量特性比較36-37
• 3.2.2 旋流霧化噴嘴的霧化角比較37-38
• 3.2.3 旋流霧化噴嘴的噴射貫穿距比較38-39
• 3.2.4 旋流霧化噴嘴的霧化粒徑的變化39
• 3.3 旋流氣力式霧化噴嘴優(yōu)化選型研究39-46
• 3.3.1 流量特性42-43
• 3.3.2 霧化角43-44
• 3.3.3 噴射貫穿距44-45
• 3.3.4 霧化粒徑45-46
• 3.4 優(yōu)選氣力式霧化噴嘴的試驗研究46-55
• 3.4.1 流量特性48-49
• 3.4.2 霧化角49-50
• 3.4.3 霧化粒徑50-55
• 3.5 本章小結55-56
• 第四章 優(yōu)選噴嘴的柴油機臺架實驗56-65
• 4.1 SCR載體前端尿素分解效果56-59
• 4.2 SCR反應轉化效率59-62
• 4.3 NH3逃逸濃度62-64
• 4.4 本章小結64-65
• 第五章 全文總結和展望65-67
• 5.1 全文總結65
• 5.2 未來工作展望65-67
• 參考文獻67-69
• 致謝69-70
• 在校期間發(fā)表專利70

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本文編號：685842