船舶SCR脱硝尿素喷射分解及氨气分布均匀性的优化

以某船型柴油机尾气选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺为对象,采用数值模拟研究喷射管内氨气(NH_3)生成过程及分布均匀性。模型包括尿素液滴的雾化、蒸发、分解以及与流场的相间作用等。结果表明,模型可详细预测烟道内气体速度场、温度场、NH_3等气体组分场、液滴轨迹等,NH_3转化率及分布均匀性受到烟气温度、入口湍流强度、扰流器的影响。提高烟气温度、提高烟气入口湍流强度、增加扰流器,均促进NH_3生成并提高分布均匀性,但是,扰流器的旋片角度过大,会导致部分液滴冲击到管道壁面,不利于NH_3生成。对比扰流器旋片角度为15°、30°和45°的情况,发现旋片角度30°时对提高NH_3生成及分布最为有利,其出口NH_3分布不均匀性从无绕流器条件下的39.57%降低到9.36%。

一种带有多孔隔板设计的SCR混合器研究

为满足日益严苛的排放法规要求,对车用柴油机尾气后处理系统提出了更高的尾气处理要求。通过对SCR混合器的孔板位置及大小尺寸进行仿真优化分析,发现左下角开孔面积增大、右上角孔位减少可以有效提高氨分布均匀性。利用计算机辅助模拟的手段对柴油机后处理系统的选择性催化还原氨分布均匀性指数进行了优化,对SCR前端的混合器孔板优化后氨分布均匀性指数≥0.95,较原设计改善了6%,有效提高了SCR的反应效率。