船舶柴油機(jī)SCR系統(tǒng)仿真及試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著自然界環(huán)境的逐漸惡化，國(guó)際海事組織對(duì)船舶柴油機(jī)NOX排放的標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，SCR技術(shù)作為減少NOX排放的主要措施之一，已經(jīng)逐漸應(yīng)用到船舶柴油機(jī)領(lǐng)域。SCR系統(tǒng)所選用催化劑的性能以及催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)是影響SCR系統(tǒng)工作性能的兩個(gè)最重要的因素。
　　 針對(duì)某型船舶柴油機(jī)Urea-SCR系統(tǒng)工作情況，本文主要進(jìn)行了催化劑活性試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究?jī)刹糠?。首先，本文選取蜂窩狀陶瓷作為催化劑載體，使用浸漬法制備V2O5-WO3/TiO

2、2小試樣催化劑，研究不同V2O5、WO3負(fù)載量以及不同焙燒溫度下所制備的催化劑催化活性，分析了反應(yīng)溫度、氨氮比(NH3/NOx)、SO2濃度、空速等參數(shù)對(duì)催化劑轉(zhuǎn)化效率的影響，并確定了SCR標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，焙燒溫度500℃所制備的3％V2O5-10％WO3/TiO2催化劑具有較高的活性，且反應(yīng)溫度高于330℃時(shí)催化效率最高。同時(shí)，試驗(yàn)證明，SO2的存在對(duì)催化劑活性有抑制作用；而隨著NH3/NOx的增加，NO的轉(zhuǎn)化率逐漸

3、升高，但當(dāng)NH3/NOx高于1.1后，NO的轉(zhuǎn)化率基本趨于平衡。計(jì)算所得的SCR標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)活化能為54.56×103J/mol，化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)為3.988×10-5s-1。
　　 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及模型船舶的工作特點(diǎn)，本文建立某型船用柴油機(jī)SCR系統(tǒng)三維模型，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)氣流流動(dòng)、尿素溶液的噴射、混合器混合效果以及SCR化學(xué)反應(yīng)等方面進(jìn)行模擬，分析反應(yīng)器內(nèi)氣體的流動(dòng)均勻性、壓力分布以及化學(xué)反應(yīng)中廢氣組分的空間分布。通過研究證明，SCR