柴油機(jī)SCR催化劑結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化研究.pdf

1、為滿足MARPOL公約TierⅢ對(duì)氮氧化物排放的限制要求，航運(yùn)界一直在探索可行的船舶氮氧化物減排措施。其中，選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是公認(rèn)的能夠降低氮氧化物排放的有效措施之一。SCR系統(tǒng)中，催化劑直接關(guān)系到氮氧化物轉(zhuǎn)化能力，而催化劑尺寸是影響催化劑性能的重要因素，為此，催化劑尺寸設(shè)計(jì)成為了SCR領(lǐng)域的一項(xiàng)主要研究課題。
　　本文以6105AZLD型發(fā)電柴油機(jī)為研究對(duì)象，搭建SCR系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)后進(jìn)行了催化劑性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明在

2、25％、50％、75％和100％負(fù)荷下系統(tǒng)脫硝率均低于50％，分析后得出催化劑結(jié)構(gòu)尺寸不合理是造成脫硝率較低的主要原因，為此，本文進(jìn)行了試驗(yàn)用柴油機(jī)SCR催化劑尺寸的優(yōu)化研究。
　　首先，通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)總結(jié)了SCR催化劑設(shè)計(jì)的總體思路和設(shè)計(jì)船用催化劑時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，并詳細(xì)分析了催化劑設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)依據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了目標(biāo)柴油機(jī)SCR催化劑尺寸的初步設(shè)計(jì)，確定了催化劑體積、截面積、截面布置形式的大致范圍。
　　然后，利用

3、AVL BOOST軟件進(jìn)行了SCR催化劑建模，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了模型邊界條件的計(jì)算和設(shè)置，并采用遺傳算法對(duì)SCR化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使模型中的催化劑性能與實(shí)際所用催化劑性能相符。
　　最后，利用所建的SCR催化劑模型，仿真研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)催化劑性能的影響。一方面進(jìn)行了定體積優(yōu)化設(shè)計(jì)，即在催化劑總體積不變的情況下，改變孔密度后分析催化劑性能的變化情況，結(jié)果顯示通過(guò)改變孔密度無(wú)法滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo);另一方面進(jìn)行了變體積優(yōu)化