船用低速柴油机scr喷雾与反应仿真-分析

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1、ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）SimulationanalysisofsprayandreactiononSCRsysteminmarinelowspeeddieselengineCandidate:JinYushanSupervisor:Prof.ZhouSongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:PowerEngineeringDat

2、eofSubmission:November,2015DateofOralExamination:November,2015University:HarbinEngineeringUniversity万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签

3、字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门

4、进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据船用低速柴油机SCR喷雾及反应仿真分析摘要NOx是船舶柴油机的主要污染物之一。近年来随着航运业的高速发展，船舶柴油机的NOx排放也日益严重。选择性催化还原(SCR)技术是国内外公认最成熟、有效的NOx排放后处理技术，能大幅减少船用柴油机燃烧生成的氮氧化物，满足IMOTierIII排放法规要求。出于安全考虑，船用SCR系统中还原剂氨气通常以尿素水溶液的形式喷射到发动机排气管道，在蒸发管内分解生成还原剂氨气。SCR系统工作性能的优劣主要取决于尿素分解的完善程度、反应器内的排气流动状态及NOx还原反应

5、的进行程度。SCR系统的不良设计会导致NOx转化效率偏低，不能满足排放要求或造成氨气过量泄漏。本文以6S50ME-C船用低速二冲程柴油机SCR系统为研究对象，对SCR系统喷雾过程及反应过程进行了仿真计算，对影响SCR转化效率的关键因素进行了分析，以期辅助船用低速二冲程柴油机SCR系统的设计制造。本文主要进行了以下研究工作：(1)进行了SCR系统流动过程的仿真分析，分析了SCR系统内排气流速的均匀性。研究发现，排气在催化剂表面的不均匀度小于10%，催化剂床层中的排气流动速度在设计的允许值范围内，催化剂的活性得到充分利用。(2)构建了描述SCR系统的计算模型，进行了SC

6、R系统雾化过程的仿真分析。研究发现，尿素溶液的喷入会引起排气温度的略微下降；空气辅助喷嘴具有较好的雾化效果，系统中尿素基本分解完成，并且NH3的浓度分布均匀性能满足设计要求。(3)进行了SCR系统化学反应过程一维仿真计算。研究发现，加权平均的NOx转化效率为77.9%，排放满足MARPOL73/78附则Ⅵ中TierIII排放水平。(4)进行了6S50ME-C柴油机SCR系统台架试验，加权转化效率的试验结果为79.8%，与仿真计算结果吻合良好，并且经认证试验，获得了中国船级社排放符合性声明。本文的研究对低速柴油机SCR系统的开发具有一定的借鉴和指导意义。关键词：SCR

7、；船用柴油机；数值仿真；雾化；反应万方数据船用低速柴油机SCR喷雾及反应仿真分析AbstractNOxisoneofthemainpollutantsofthemarinedieselengine.Withtherapiddevelopmentofshippingindustry,NOxemissionsofthemarinedieselenginearegrowingyearbyyear.SCRtechnologyisrecognizedasthemostmatureandeffectivetechnique,canmeettheNOxTierIIIrequi