【摘 要】
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随着环境问题的加剧,大气污染已经成为社会关注的热点问题。船舶废气污染作为大气污染的重要组成部分,得到人们越来越多的关注,船舶废气减排技术的发展面临着新的挑战。同时,
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随着环境问题的加剧,大气污染已经成为社会关注的热点问题。船舶废气污染作为大气污染的重要组成部分,得到人们越来越多的关注,船舶废气减排技术的发展面临着新的挑战。同时,MARPOL公约附则VI的生效也为船舶废气减排技术的发展提出了新的要求。船舶燃料油燃烧时产生的废气主要包含硫氧化物SOx、氮氧化物NOx及颗粒物(PM2.5)等。在除去氮氧化物NOx的各种船舶废气减排技术中,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)是一种国际公认的可以单独满足TierⅢ标准的NOx减排技术。目前国内外关于火电厂及车用柴油机的SCR技术研究比较深入,对船用柴油机SCR系统流场研究与优化主要通过数值模拟方式进行。本文使用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件 Fluent,以 MAN B&W 6G60ME-C9.2 船用柴油机Urea-SCR系统为研究对象,建立相应数值模型,模拟SCR系统尿素水与柴油机排气混合过程并进行流场优化设计。主要工作包括SCR流场的数值模拟,喷嘴方案的选取和SCR系统混合器方案的选取。主要研究内容为:1.基于计算流体力学CFD的基本知识,使用Ansys Workbench模块里前处理软件ICEM进行网格划分并对混合区域进行网格细化,用Fluent软件进行仿真,分析得到混合过程中不同影响因素下包括排气速度、湍流强度等对喷射效果的影响。2.针对MAN B&W 6G60ME-C9.2船用柴油机,使用Fluent软件进行仿真与建模,对影响尿素喷射雾化质量的因素包括喷射点与扩张管入口距离、喷射方向、喷孔个数以及孔径等进行研究,并确定适合MAN B&W 6G60ME-C9.2船用柴油机SCR系统的喷嘴方案。3.使用Fluent软件研究船用SCR系统的流场特性,通过分析对比不同结构的混合器对流速均匀性、氨气分布均匀性等因素的影响,选出适用于MAN B&W 6G60ME-C9.2船用柴油机的混合效果最好、压降最小的混合器结构。
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