简述流体力学MAN6S50MC-C型柴油机SCR催化反应器结构尺寸设计与性能优化工作

最后更新时间：2024-03-13 作者：用户投稿原创标记

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论文导读：着国际贸易的高速进展,船舶柴油机废气排放带来的环境不足也越来越严重,己引起了国际社会的广泛关注。为有效制约船用柴油机NOx的排放,MAN、Wartsila等船用柴油机企业早己开始了针对船用二冲程柴油机的选择性催化还原(SCR)脱硝体系的探讨,而我国在此方面的探讨刚刚起步,所从开展SCR体系的探讨很有作用。SCR催化反应器作为SCR体
摘要：随着国际贸易的高速进展,船舶柴油机废气排放带来的环境不足也越来越严重,己引起了国际社会的广泛关注。为有效制约船用柴油机NOx的排放,MAN、Wartsila等船用柴油机企业早己开始了针对船用二冲程柴油机的选择性催化还原(SCR)脱硝体系的探讨,而我国在此方面的探讨刚刚起步,所从开展SCR体系的探讨很有作用。SCR催化反应器作为SCR体系的重要组成部分,它的结构对SCR体系性能有重要影响。本论文从2016年即将实施的Tier Ⅲ排放法规为背景,采取目前被公认为最有效的船用柴油机NOx后处理技术——SCR技术,应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT,从MAN6S50MC-C型船用柴油机为探讨对象,从设计出满足流场均匀性、浓度场均匀性、低压降的SCR反应器为目标,通过加装导流装置和优化喷氨格栅参数,使首层催化剂入口处的流场和浓度场满足均匀性要求,最终确立满足排放要求的SCR反应器结构。本论文的主要内容有：(1)根据柴油机100%负荷下的排气参数从及反应器的脱硝能力、氨逃逸率等要求先设计出催化剂结构尺寸进而得到反应器的结构尺寸,完成反应器结构尺寸的初步设计。(2)应用FLUENT软件,建立SCR催化反应器的三维结构模型,对SCR反应器内排气流场进行数值模拟。根据模拟结果分析SCR催化反应器内部排气的流动特性,通过加装导流装置改进流场分布均匀性,设计出满足流速均匀性要求的SCR反应器结构。(3)在初级优化后的反应器结构基础上,选择喷氨格栅的喷射形式,建立反应器管路内还原剂与排气混合效果的模拟模型,通过对喷氨格栅结构参数的不断优化分析,设计出满足浓度场均匀性要求的喷氨格栅结构及喷氨案例,进而完成SCR反应器的结构设计。关键词：船用柴油机论文氮氧化物论文选择性催化还原论文反应器论文计算流体力学论文
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ABSTRACT6-8
目录8-10
第1章绪论10-19

1.1 课题探讨背景及作用10-12

1.2 排放后处理制约技术比较12-14

1.3 国内外船舶领域SCR运用近况14-16

1.4 SCR反应器数值模拟探讨近况16-18

1.4.1 国外探讨近况16-17

1.4.2 国内探讨近况17-18

1.5 本论文的主要探讨工作18-19

第2章 Urea-SCR体系工作原理及仿真数学模型简介19-33

2.1 Urea-SCR体系工作原理19-25

1.1 Urea-SCR主要化学反应19-21

1.2 SCR化学反应机理及历程21-23

1.3 影响SCR体系的关键因素23-24

1.4 反应器性能评价指标24-25

2.2 数值模拟的优点25-26

2.3 FLUENT软件简介26

2.4 SCR脱硝体系模型的选取26-31

2.4.1 基本方程27-28

2.4.2 湍流模型28-29

2.4.3 多孔介质模型29-30

2.4.4 组分输运与化学反应模型30-31

2.5 本章小结31-33

第3章 SCR催化反应器结构尺寸的初步确立33-47

3.1 SCR催化反应器总体设计思路35-36

3.2 SCR催化反应器设计要点36-37

3.3 SCR催化反应器催化剂尺寸设计37-42

3.1 SCR催化剂选型设计技术要求37-38

3.2 催化剂简介38-39

3.3 催化剂尺寸设计思路39-42

3.4 SCR催化反应器设计42-45

3.4.1 反应器主体段设计43

3.4.2 反应器进、排气管及扩压(收缩)管设计43-45

3.5 SCR催化反应器结构尺寸的确立45-46

3.6 本章小结46-47

第4章 SCR催化反应器流场分析47-64

4.1 反应器几何模型构建47-48

4.2 网格划分与边界条件48-49

2.1 网格划分48

2.2 模型选取48-49

2.3 边界条件设定49

4.3 SCR催化反应器的流场分布分析49-61
4.

3.1 初始SCR催化反应器的流场分析49-51

3.2 弯管段导流板设计案例51-52

3.3 扩张管段导流板设计案例52-55

3.4 整流格栅段导流板设计案例55-61

4.4 体系压降分析6论文导读：74-766.1结论74-756.2展望75-76参考文献76-81致谢81-82探讨生履历82上一页12
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