船舶SCR反吹系统气流均匀性研究

发布时间：2020-06-18 15:28

【摘要】：随着经济的发展,经济全球化进程不断加速,船舶运输逐渐成为世界贸易往来的主要工具。但是船舶柴油机废气造成的污染问题逐渐引起了国际海事组织以及各国的关注,各国都致力于船舶节能减排装置的研究,选择性催化还原装置脱硝效果显著,各国都在发展这项技术。但是选择性催化还原装置在使用的过程中,会有固体颗粒物附着在陶瓷催化-过滤器表面,堵塞过滤通道,传统的解决方法为用等直径喷嘴进行反吹,但是这样会造成反吹气流在喷嘴出口流量不均匀以及在独立过滤单元出口气流分布不均匀,使过滤装置的效率降低、寿命减少。因此,本文主要研究如何提高反吹气流均匀性。首先,本文根据陶瓷过滤器结构设计准则,设计了一种烛状催化过滤器以及多种锥状催化-过滤器;通过理论计算,设计了一种改变喷嘴直径的喷吹管反吹模型。然后,利用变直径的喷吹管反吹模型和等直径喷吹管反吹模型进行反吹仿真分析,并且研究喷吹管进口速度、喷嘴长度、喷嘴截面积之和对反吹均匀性的影响。最后,利用烛状以及锥状催化-过滤器进行反吹仿真分析,研究不同锥度对独立纳米陶瓷催化过滤单元反吹均匀性影响。通过仿真分析可以得到:等直径反吹模型喷嘴的出口流量从前向后逐渐增大;变直径反吹模型能使喷嘴出口流量均匀,但是两端的喷嘴还存在偏离平均流量的情况;利用流量修正的方法,继续改变喷嘴直径可以继续使喷嘴出口流量均匀;不同的边界条件和尺寸会影响反吹的均匀性:喷吹管进口速度越小,喷嘴长度越大,喷嘴面积之和越小,喷嘴出口流量越均匀。通过分析不同位置的喷嘴的速度矢量图得出:靠近喷吹管速度进口的喷嘴流线分布不均匀,距离喷吹管最远端的喷嘴流线均匀。利用烛状以及锥状催化-过滤器进行反吹仿真分析,得到不同止端直径下陶瓷催化-过滤器外表面的速度分布:当止端直径为10mm时,外表面的反吹气流速度分布最均匀,通过分析其速度分布云图可以得出:靠近止端过滤器内部速度小,静压大,所以通过过滤器的气流速度大。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664.121;X736.3
【图文】：

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第２章ＳＣＲ系统纳米陶瓷过滤单元设计逡逑第２章ＳＣＲ系统纳米陶瓷过滤单元设计逡逑．邋１选择性催化还原（ＳＣＲ）逡逑．１．１ＳＣＲ反应原理逡逑选择性催化还原的英文名为Ｓｅｌｅｃｔｅｄ邋Ｃａｔａｌｙｔｉｃ邋Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，简称ＳＣＲ１２７，２８］，本原理为：船舶柴油机排出的废气与尿素水中挥发出来的氨气（ＮＨ３）充分混合，合后的气流在通过过滤单元的时候，在催化剂（Ｖ２０５、Ｗ０３、Ｔｉ０２）的作用下，选择的与废气中的一氧化氮、二氧化氮进行化学反应，将其还原为对环境没染的氮气（Ｎ２）和水（Ｈ２０）。每隔一段时间需要对其进行清灰处理，下图为ＳＣ吹系统的基本原理。逡逑

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１）柴油机废气不断通过纳米陶瓷催化－过滤器，固体颗粒不断堆积在纳小孔，过滤后的气体则排放到大气中。逡逑）随着固体颗粒物在纳米陶瓷催化－过滤器上的不断堆积，导致催化过低，纳米陶瓷催化－过滤器内外压差不断增大，这是催化过滤的主要阶）用压差传感器检测纳米陶瓷催化－过滤器的内外压差，当内外压差达后，反吹系统就会喷射高压空气对其进行反吹清灰。逡逑吹清灰装置逡逑催化－过滤器是集脱硝与除尘于一身的装置，图２．２是纳米陶瓷催化图，图２．３为其实物图，如图２．２所示：１是喷嘴，当纳米陶瓷催化－多的空气时喷出高压空气，引射周围空气对其进行清灰。２是引射器，集引射的空气，混合高压空气与引射空气，并实现其动量交换与混气体的均匀性。３是隔板。４是纳米陶瓷催化－过滤器，实现对船舶柴硝除尘。逡逑

【参考文献】