船舶柴油机SCR系统数值模拟与实验研究
发布时间：2020-02-02 06:59
【摘要】：近些年来,船舶柴油机NO_x排放日益受到关注。国际海事组织(IMO)制定了TierⅢ标准对船舶NO_x排放进行限制。选择性催化还原(SCR)技术是降低NO_x排放的有效措施。在柴油机SCR系统中,合理的催化剂尺寸以及还原剂分布对脱硝性能有很大的影响。本文以MAN6G60ME-C9.2型柴油机为研究对象,对SCR反应器及尿素喷射策略进行优化设计及研究。首先,应用商业软件CHEMKIN-PRO对氨气的氧化过程进行了敏感性分析及绝对速率分析,并将95步详细化学反应机理简化为12步基元反应机理,并将简化机理与原机理进行比对。然后,自行设计SCR实验台,对SCR催化剂脱硝性能进行实验测试,使用商业软件FLUENT对脱硝实验过程进行数值模拟,通过将数值模拟与实验结果进行拟合,确定催化剂的位密度。最后,使用所得简化机理及其他各部分详细机理,并结合所得催化剂位密度,确定SCR反应器的合理尺寸及尿素喷射系统的布置方案。除此之外,还研究了 SCR催化剂的尺寸对脱硝率的影响、扩张管角度对流场均匀程度的影响、尿素喷嘴的个数及布置形式对还原剂分布均匀性的影响。通过分析,得到如下结论:在350℃时,氨气氧化反应很微弱。1000ppm氨气氧化率低于5%。温度对催化剂活性影响很大,在排气温度范围内,五氧化二钒催化剂的活性随着温度升高而增加。脱硝催化剂的尺寸对脱硝率有很大影响,催化剂体积增加,总脱硝率增加,但单位体积脱硝率降低。催化剂体积相同时,总脱硝率接近,存在最优长宽比组合。扩张管角度对流场速度分布有很大影响,扩张管角度越小,流场速度分布越均匀,但会引起扩张管尺寸的增加,设计时需结合实际情况,选择合适的扩张管角度。喷嘴数目和中心距对喷射的均匀性有很大影响,喷嘴数目过多,中心距过小会导致还原剂分布不均匀。喷嘴数目一定时,中心距增加,还原剂分布均匀程度增加。
【图文】：
已达到较好的氮氧化物控制效果。正因为其高效的脱硝效果，外部ＥＧＲ被广泛应逡逑用。逡逑外部ＥＧＲ结构示意图如图１．２所示，由于ＥＧＲ率对于氮氧化物的排放率有着逡逑极其重要的影响，而ＥＧＲ阀负责调节ＥＧＲ率，所ＷＥＧＲ阀是ＥＧＲ系统中非常逡逑重要的一个部件。所谓ＥＧＲ率就是参与废气再循环的废气量在总进气量中的占比。逡逑通常来说，内燃机负荷越大，需要的ＥＧＲ率越高，即需要较大的ＥＧＲ阀开度。与逡逑此同时，也导致了一部分问题，在大负荷时过大的ＥＧ艮率会降低燃烧速度，增加逡逑燃烧波动，，降低燃烧热效率，内燃机动为性和经济性，ＣＯ、ＨＣ和烟粒也会大幅增逡逑加。逡逑５逡逑
邋＇逦＊邋p哄义贤迹保澹车趸锏牟都伤跺义希疲椋纾澹保冲澹校颍铮悖澹螅箦澹铮驽澹簦颍幔穑穑椋睿珏澹保蓿板义弦翦逶睸缅釚卞义希埽埽义希ⅲⅲⅲ⒔牛茫希义贤迹保澹吹趸锏氖头殴五义锨苫桢澹保村澹校颍铮悖迩慑澹铮驽澹颍洌澹峄义希峰义
本文编号：2575640
【图文】：
已达到较好的氮氧化物控制效果。正因为其高效的脱硝效果，外部ＥＧＲ被广泛应逡逑用。逡逑外部ＥＧＲ结构示意图如图１．２所示，由于ＥＧＲ率对于氮氧化物的排放率有着逡逑极其重要的影响，而ＥＧＲ阀负责调节ＥＧＲ率，所ＷＥＧＲ阀是ＥＧＲ系统中非常逡逑重要的一个部件。所谓ＥＧＲ率就是参与废气再循环的废气量在总进气量中的占比。逡逑通常来说，内燃机负荷越大，需要的ＥＧＲ率越高，即需要较大的ＥＧＲ阀开度。与逡逑此同时，也导致了一部分问题，在大负荷时过大的ＥＧ艮率会降低燃烧速度，增加逡逑燃烧波动，，降低燃烧热效率，内燃机动为性和经济性，ＣＯ、ＨＣ和烟粒也会大幅增逡逑加。逡逑５逡逑
邋＇逦＊邋p哄义贤迹保澹车趸锏牟都伤跺义希疲椋纾澹保冲澹校颍铮悖澹螅箦澹铮驽澹簦颍幔穑穑椋睿珏澹保蓿板义弦翦逶睸缅釚卞义希埽埽义希ⅲⅲⅲ⒔牛茫希义贤迹保澹吹趸锏氖头殴五义锨苫桢澹保村澹校颍铮悖迩慑澹铮驽澹颍洌澹峄义希峰义
本文编号：2575640
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/2575640.html
