船舶柴油機SCR反應器結構參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、橐萎夫學碩士學位論文船舶柴油機SCR反應器結構參數(shù)優(yōu)化研究OptimizationResearchonSCRReactorofofStructuraIParametersMarineDieselEngine學位授予單位：集差太堂論文答辯日期：2Q蘭量生魚旦羔壘旦船舶柴油機SCR反應器結構參數(shù)優(yōu)化研究摘要隨著船舶柴油機排放污染問題日趨嚴重，MARPOL公約附則Ⅵ規(guī)定了嚴格的船舶排放標準。為了達到公約第三層標準(TireIII)，必須采用排

2、氣后處理技術。選擇性催化還原(SCR)技術，以其經(jīng)濟性好、對柴油機改動小、NOx轉化率高、對硫不敏感等特性，已被認為是最有效的排放控制手段。本文以AVLFire軟件為平臺，建立了與某型柴油機相匹配的SCR反應器三維模型。利用模擬計算的方法，對反應器結構參數(shù)進行優(yōu)化，包括噴射結構參數(shù)、混合器位置和混合器葉片角度等，并對混合器的效用進行仿真分析。首先，根據(jù)柴油機標定工況下的排氣參數(shù)，選取V205／Yi02基催化劑，催化劑結構采用蜂窩型方孔通

3、道，載體壁厚為01mm，涂層厚度為001mm。結合催化劑空速、內(nèi)部流速要求，通過計算可得到催化劑的體積和長度?？紤]安裝要求，進而初步確定SCR反應器的結構尺寸。利用Fire軟件，以排氣流動均勻性、氨分布均勻性和壓力損失等為優(yōu)化目標對反應器進行優(yōu)化，最終得到滿足各項設計要求的反應器，優(yōu)化后的反應器結構參數(shù)為：反應器的截面積為0098m2，長度為O767m，擴張(收縮)角為90。。其次，利用Fire軟件對SCR系統(tǒng)噴射結構參數(shù)進行優(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主要參數(shù)。在柴油機標定工況下，保持三個噴射參數(shù)不變，分析其中某一參數(shù)變化對SCR反應器性能的影響，并得到各參數(shù)的合理取值范圍。利用正交法進行仿真方案設計，通過極差分析和方差分析找出NOx轉化率最高的噴射參數(shù)優(yōu)化組合。結果表明，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，反應器性能達到最優(yōu)。最后，為了促進尿素水溶液的蒸發(fā)、熱