柴油機SCR催化劑結構尺寸優(yōu)化研究.pdf

1、為滿足MARPOL公約TierⅢ對氮氧化物排放的限制要求，航運界一直在探索可行的船舶氮氧化物減排措施。其中，選擇性催化還原(SCR)技術是公認的能夠降低氮氧化物排放的有效措施之一。SCR系統(tǒng)中，催化劑直接關系到氮氧化物轉化能力，而催化劑尺寸是影響催化劑性能的重要因素，為此，催化劑尺寸設計成為了SCR領域的一項主要研究課題。
　　本文以6105AZLD型發(fā)電柴油機為研究對象，搭建SCR系統(tǒng)試驗臺后進行了催化劑性能試驗，試驗結果表明在

2、25％、50％、75％和100％負荷下系統(tǒng)脫硝率均低于50％，分析后得出催化劑結構尺寸不合理是造成脫硝率較低的主要原因，為此，本文進行了試驗用柴油機SCR催化劑尺寸的優(yōu)化研究。
　　首先，通過參考國內外文獻總結了SCR催化劑設計的總體思路和設計船用催化劑時應注意的問題，并詳細分析了催化劑設計過程和設計依據(jù)，在此基礎上進行了目標柴油機SCR催化劑尺寸的初步設計，確定了催化劑體積、截面積、截面布置形式的大致范圍。
　　然后，利用

3、AVL BOOST軟件進行了SCR催化劑建模，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進行了模型邊界條件的計算和設置，并采用遺傳算法對SCR化學反應動力學參數(shù)進行了優(yōu)化，使模型中的催化劑性能與實際所用催化劑性能相符。
　　最后，利用所建的SCR催化劑模型，仿真研究了結構參數(shù)對催化劑性能的影響。一方面進行了定體積優(yōu)化設計，即在催化劑總體積不變的情況下，改變孔密度后分析催化劑性能的變化情況，結果顯示通過改變孔密度無法滿足系統(tǒng)設計技術指標;另一方面進行了變體積優(yōu)化