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船用SCR系统催化器结构的设计研究

齐龙飞  
【摘要】:随着MARPOL公约NOx排放TIERⅡ限值的实施,选择性催化还原(SCR)作为一种高效的柴油机废气后处理技术引起了人们越来越多的重视。本文主要针对催化器结构设计过程中相关参数变化对催化器内气体流动的影响进行了研究。 在对SCR系统各部分工作原理及运行过程进行深入了解的基础上,对系统进行了较为全面的介绍;以匹配某型号柴油机为目标,设计了SCR系统的催化器部分,并对其进行了三维建模;利用FLUENT软件对模型进行了仿真计算和结果分析,给出了SCR系统催化器的设计建议。其中催化器的设计和仿真是本文的重点,具体内容包括: (1)根据某型柴油机的运行参数设计了催化剂的尺寸; (2)分别对进(排)气扩张(收缩)管锥角为90°、75°、60°、45°、30°情况下的催化器进行三维建模与仿真计算,分析了不同进(排)气扩张(收缩)管锥角在速度分布、湍流强度、涡流强度和进出口压力降四个方面对催化器流场的影响; (3)在进(排)气扩张(收缩)管锥角为30°时,对催化剂端面与催化剂区壳体端面距离为0mm、50mm、100mm、150mm、200mmm情况下的催化器进行三维建模与仿真计算,分析了不同催化剂端面与催化剂区壳体端面距离在速度分布、湍流强度、涡流强度和进出口压力降四个方面对催化器流场的影响; (4)根据分析结果给出了催化器结构的设计推荐值。


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