船舶柴油機(jī)SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、橐萎夫?qū)W碩士學(xué)位論文船舶柴油機(jī)SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究OptimizationResearchonSCRReactorofofStructuraIParametersMarineDieselEngine學(xué)位授予單位：集差太堂論文答辯日期：2Q蘭量生魚(yú)旦羔壘旦船舶柴油機(jī)SCR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究摘要隨著船舶柴油機(jī)排放污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，MARPOL公約附則Ⅵ規(guī)定了嚴(yán)格的船舶排放標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到公約第三層標(biāo)準(zhǔn)(TireIII)，必須采用排

2、氣后處理技術(shù)。選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，以其經(jīng)濟(jì)性好、對(duì)柴油機(jī)改動(dòng)小、NOx轉(zhuǎn)化率高、對(duì)硫不敏感等特性，已被認(rèn)為是最有效的排放控制手段。本文以AVLFire軟件為平臺(tái)，建立了與某型柴油機(jī)相匹配的SCR反應(yīng)器三維模型。利用模擬計(jì)算的方法，對(duì)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括噴射結(jié)構(gòu)參數(shù)、混合器位置和混合器葉片角度等，并對(duì)混合器的效用進(jìn)行仿真分析。首先，根據(jù)柴油機(jī)標(biāo)定工況下的排氣參數(shù)，選取V205／Yi02基催化劑，催化劑結(jié)構(gòu)采用蜂窩型方孔通

3、道，載體壁厚為01mm，涂層厚度為001mm。結(jié)合催化劑空速、內(nèi)部流速要求，通過(guò)計(jì)算可得到催化劑的體積和長(zhǎng)度。考慮安裝要求，進(jìn)而初步確定SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)尺寸。利用Fire軟件，以排氣流動(dòng)均勻性、氨分布均勻性和壓力損失等為優(yōu)化目標(biāo)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行優(yōu)化，最終得到滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的反應(yīng)器，優(yōu)化后的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)為：反應(yīng)器的截面積為0098m2，長(zhǎng)度為O767m，擴(kuò)張(收縮)角為90。。其次，利用Fire軟件對(duì)SCR系統(tǒng)噴射結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括

4、：噴嘴至催化劑入口距離、噴孔直徑、噴孔數(shù)目和噴孔軸線錐角四個(gè)主要參數(shù)。在柴油機(jī)標(biāo)定工況下，保持三個(gè)噴射參數(shù)不變，分析其中某一參數(shù)變化對(duì)SCR反應(yīng)器性能的影響，并得到各參數(shù)的合理取值范圍。利用正交法進(jìn)行仿真方案設(shè)計(jì)，通過(guò)極差分析和方差分析找出NOx轉(zhuǎn)化率最高的噴射參數(shù)優(yōu)化組合。結(jié)果表明，噴嘴安裝于催化劑入口前7倍管徑距離、噴孔數(shù)為6、噴孔直徑02mm和噴孔軸線錐角為30。噴射參數(shù)組合，反應(yīng)器性能達(dá)到最優(yōu)。最后，為了促進(jìn)尿素水溶液的蒸發(fā)、熱