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《山东建筑大学》 2011年
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柴油机尾气NOx的净化技术研究

田海影  
【摘要】:柴油机因其具仃较高的热效率、低油耗,良好的动力性、经济性和耐久性而广泛应用于各种动力装置,但其主要排放污染物NOx的危害也引起了各国政府的高度重视,对NOx的排放控制逐渐成为了现如今研究的热点。随着排放法规的进一步严格,仅仪依靠改进燃烧系统已经很难满足法规的要求,必须增加排气后处理装置。因此更加有效、经济的后处理技术的研究迫在眉睫。目前主要的后处理技术包括:废气再循环(EGR)、非选择性催化还原(NSCR)、选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)、低温等离子和电化学反应。其中SCR系统被认为可有效降低柴油机尾气中含有的NOx,而且在国外也已经得到了广泛应用。但仍存在着还原剂低温活性差,在喷嘴位置处易结晶等问题。由于我国柴油的含硫量较高,容易造成催化剂中毒,SCR系统在我国的发展应用也受到了一定的限制。传统的SNCR系统主要应用于处理锅炉尾气中含有的NOx,山于反应温度较高故不适应于柴油机尾气的处理。本文选用了一种新型的还原剂——甲胺水溶液,由于其具有良好的低温特性,因而可以成功应用于车用柴油机。探讨了还原剂对于NOx的转化机理,为下一步数值模拟提供了理论基础。同时为了验证该系统的实际应用效果,对型号为R6105的柴油机进行了发动机台架试验,并对转换效率的影响因素分别进行了研究,包括还原剂的喷射位置、喷射量和反应温度等,在对试验结果进行分析的基础上提出了改进方案。本文的另外一部分工作是数值模拟,利用计算流体力学(CFD)通用软件FIRE对整个尾气后处理过程的SNCR装置进行了三维数值模拟,通过对比相同工况下台架试验与模拟计算的结果,验证了模拟结果的正确性。借助于模拟计算对SNCR系统的反应温度和反应时问做了更深入的研究,而且模拟结果对于SNCR系统进一步的优化具有指导意义,因此本文的研究对于SNCR系统在车用柴油机上的应用具有一定的参考价值。
【学位授予单位】:山东建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK421.5

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