本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)SCR催化劑結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 氮氧化物減排 試驗(yàn)研究 SCR催化劑建模 動(dòng)力學(xué)參數(shù)優(yōu)化 尺寸優(yōu)化

【摘要】：為滿足MARPOL公約Tier Ⅲ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)注意的問題,并詳細(xì)分析了催化劑設(shè)計(jì)過程和設(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)果顯示通過改變孔密度無法滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)；另一方面進(jìn)行了變體積優(yōu)化設(shè)計(jì),即首先確定適合目標(biāo)柴油機(jī)的最佳催化劑體積,在此基礎(chǔ)上依次確定其他結(jié)構(gòu)參數(shù),最終確定的催化劑體積為0.072m3,長(zhǎng)度為0.8m,截面布置形式為2×2,孔密度為30×30,壁厚為0.6mm,布置層數(shù)為2,系統(tǒng)脫硝率、氨逃逸率和壓降分別為81%、7.5ppm、237Pa,結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：氮氧化物減排 試驗(yàn)研究 SCR催化劑建模 動(dòng)力學(xué)參數(shù)優(yōu)化 尺寸優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U664.121
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-23
• 1.1 研究背景和意義10-12
• 1.2 柴油機(jī)氮氧化物減排措施12-15
• 1.3 船用SCR系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-21
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.3 船用SCR系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)19-21
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 第2章 6105AZLD型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)試驗(yàn)研究23-42
• 2.1 SCR系統(tǒng)工作原理23-26
• 2.2 試驗(yàn)臺(tái)布置26-28
• 2.3 試驗(yàn)設(shè)備28-33
• 2.4 試驗(yàn)條件33
• 2.5 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作33-35
• 2.5.1 柴油機(jī)的準(zhǔn)備33
• 2.5.2 SCR系統(tǒng)的準(zhǔn)備33-34
• 2.5.3 尿素噴射量的計(jì)算34-35
• 2.6 SCR系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)35-36
• 2.7 試驗(yàn)結(jié)果與分析36-41
• 2.8 本章小結(jié)41-42
• 第3章 柴油機(jī)SCR催化劑尺寸初步設(shè)計(jì)42-59
• 3.1 SCR催化劑總體設(shè)計(jì)思路42-44
• 3.2 船用SCR催化劑設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析44-47
• 3.3 催化劑設(shè)計(jì)技術(shù)要求47
• 3.4 催化劑詳細(xì)設(shè)計(jì)47-54
• 3.4.1 催化劑配方的確定47-48
• 3.4.2 催化劑節(jié)距的選取48-50
• 3.4.3 催化劑空速的計(jì)算50
• 3.4.4 催化劑體積的修正50-52
• 3.4.5 催化劑截面積的確定52
• 3.4.6 催化劑布置形式的選擇52-53
• 3.4.7 催化劑運(yùn)行管理計(jì)劃的制定53-54
• 3.5 試驗(yàn)用柴油機(jī)SCR催化劑尺寸初步設(shè)計(jì)54-58
• 3.5.1 柴油機(jī)排氣流量的估算54-57
• 3.5.2 催化劑尺寸初步設(shè)計(jì)57-58
• 3.6 本章小結(jié)58-59
• 第4章 柴油機(jī)SCR催化劑建模59-71
• 4.1 AVL BOOST SCR催化劑模型59-62
• 4.1.1 催化劑模型概述59
• 4.1.2 SCR催化反應(yīng)過程59-62
• 4.2 數(shù)學(xué)模型和基本方程62-65
• 4.3 試驗(yàn)用SCR催化劑建模65-70
• 4.3.1 模型假設(shè)65
• 4.3.2 邊界條件和初始條件設(shè)置65-67
• 4.3.3 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)優(yōu)化67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第5章 柴油機(jī)SCR催化劑尺寸詳細(xì)設(shè)計(jì)71-85
• 5.1 催化劑尺寸詳細(xì)設(shè)計(jì)(定體積)71-72
• 5.2 催化劑尺寸詳細(xì)設(shè)計(jì)(變體積)72-83
• 5.2.1 催化劑體積和截面形式的確定73-76
• 5.2.2 催化劑孔密度的確定76-79
• 5.2.3 催化劑孔壁厚的確定79-81
• 5.2.4 催化劑布置層數(shù)的確定81-83
• 5.3 本章小結(jié)83-85
• 第6章 結(jié)論與展望85-87
• 6.1 結(jié)論85-86
• 6.2 展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄 試驗(yàn)設(shè)備清單91-92
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文92-93
• 致謝93-94
• 作者簡(jiǎn)介94

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周細(xì)玲;船機(jī)SCR系統(tǒng)排氣流場(chǎng)CFD分析與優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1132028