本文關(guān)鍵詞：船用SCR催化再生系統(tǒng)設(shè)計與仿真研究

  更多相關(guān)文章： 船用柴油機(jī) 選擇性催化還原 催化反應(yīng)器 反吹仿真 電路控制

【摘要】：隨著國際航運業(yè)及遠(yuǎn)洋船舶運輸?shù)牟粩喟l(fā)展,以柴油為燃料的船舶發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的廢氣排放已成為沿海地區(qū)尤其是港口的主要污染源。為限制船舶柴油機(jī)NOx排放對環(huán)境的污染,各國政府和國際組織相繼制定了相關(guān)的船舶柴油機(jī)NOx排放限制法規(guī)。國際海事組織制定的《MARPOL73/78公約》附則Ⅵ中對即將實施的第三階段(Tier Ⅲ標(biāo)準(zhǔn))排放限制更加嚴(yán)格。在諸多NOx控制技術(shù)中,選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction簡稱SCR)后處理技術(shù)是降低船用柴油機(jī)NOx排放的公認(rèn)最有效的措施。催化反應(yīng)器是船舶SCR系統(tǒng)的核心裝置,是提供排氣中的NOx和NH3在催化劑表面上發(fā)生催化還原反應(yīng)的場所。如何延長催化劑使用使用壽命,保證其催化特性,與SCR系統(tǒng)運行成本及系統(tǒng)運行效果有著最直接的關(guān)系。本文以某船用柴油機(jī)為研究對象,研究并設(shè)計出一種SCR催化再生系統(tǒng),具體工作內(nèi)容如下：(1)通過對SCR催化反應(yīng)原理的分析介紹,提出合理的催化再生系統(tǒng)設(shè)計方案,本文主要考慮在減少NOx和固體顆粒物的排放的同時,有效地延長催化劑的壽命,防止催化劑因尾氣中的碳煙附著而“中毒”,選用納米陶瓷作為催化劑載體材料,利用引射原理反吹納米陶瓷催化劑載體；(2)運用FLUENT流體仿真軟件,建立反吹模型,分別對噴嘴直徑、引射器的混合室直徑、噴嘴距離引射器入口的距離進(jìn)行建模仿真,并分析得到最佳引射器結(jié)構(gòu),將引射器與納米陶瓷材料結(jié)合,利用多孔介質(zhì)模型,對反吹全過程仿真分析,最終設(shè)計出合理的催化反應(yīng)器單元；(3)設(shè)計整體反應(yīng)器結(jié)構(gòu),并提出合理反吹方案,以減少反吹過程對運行中的柴油機(jī)的影響,設(shè)計反吹控制電路,并進(jìn)一步對電路進(jìn)行仿真,證明控制電路的可行性,完成SCR再生系統(tǒng)的設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：船用柴油機(jī) 選擇性催化還原 催化反應(yīng)器 反吹仿真 電路控制
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.121
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 船用柴油機(jī)NOx排放控制技術(shù)12-14
• 1.3 SCR系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.4 課題研究內(nèi)容16-17
• 第2章 SCR催化再生系統(tǒng)設(shè)計原理17-24
• 2.1 SCR系統(tǒng)工作原理17-19
• 2.2 催化劑載體材料的選擇19-20
• 2.2.1 催化劑材料種類19-20
• 2.2.2 催化劑載體選擇20
• 2.3 催化反應(yīng)器反吹再生原理20-21
• 2.4 催化再生系統(tǒng)的設(shè)計原理21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 催化再生仿真模型的建立24-32
• 3.1 FLUENT簡介24-25
• 3.2 催化器反吹數(shù)值模型的選擇25-28
• 3.2.1 流體流動控制方程25-26
• 3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)K-ε模型26-27
• 3.2.3 多孔介質(zhì)模型27-28
• 3.3 模型的建立28-31
• 3.3.1 引射器模型28-29
• 3.3.2 催化器單元模型29-30
• 3.3.3 網(wǎng)格劃分30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 仿真結(jié)果分析與系統(tǒng)設(shè)計32-46
• 4.1 噴嘴直徑對引射效果的影響32-34
• 4.2 混合室直徑對引射效果的影響34-35
• 4.3 噴嘴距離對引射效果的影響35-37
• 4.4 催化反應(yīng)器反吹過程瞬變流場分析37-42
• 4.5 催化器結(jié)構(gòu)設(shè)計42-45
• 4.5.1 催化反應(yīng)器單元結(jié)構(gòu)42-43
• 4.5.2 催化反應(yīng)器整體結(jié)構(gòu)43-45
• 4.6 本章小結(jié)45-46
• 第5章 反吹再生電路設(shè)計與仿真46-60
• 5.1 反吹控制策略46-47
• 5.2 硬件電路的總體設(shè)計47-53
• 5.2.1 硬件電路整體設(shè)計思路47-48
• 5.2.2 數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置48-51
• 5.2.3 微處理系統(tǒng)51-52
• 5.2.4 外設(shè)控制模塊52-53
• 5.3 軟件程序設(shè)計53-57
• 5.3.1 軟件程序的總體設(shè)計53-54
• 5.3.2 軟件主程序設(shè)計54-55
• 5.3.3 初始化55-56
• 5.3.4 模擬數(shù)據(jù)采集56
• 5.3.5 判斷輸出模塊56-57
• 5.3.6 延時模塊57
• 5.4 電路仿真57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-61
• 6.1 總結(jié)60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64-65
• 作者簡介65

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本文編號：772373