【摘 要】
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由于柴油机动力充沛、适应性强、经济型好等特点,大多数船舶都采用柴油机作为主要动力源。为了满足MARPOL73/78公约的要求,降低船舶NOx的排放,各国纷纷采取了各种机内或者机外处理的技术。而较为成熟的尿素SCR机外控制技术也受到越来越多的学者关注,并逐步运用于船舶来控制船舶柴油机NOx的排放。近年来,对SCR技术的研究更多地集中在提高SCR系统的NOx低温还原效率与降低SCR成本方面。因此,对S
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由于柴油机动力充沛、适应性强、经济型好等特点,大多数船舶都采用柴油机作为主要动力源。为了满足MARPOL73/78公约的要求,降低船舶NOx的排放,各国纷纷采取了各种机内或者机外处理的技术。而较为成熟的尿素SCR机外控制技术也受到越来越多的学者关注,并逐步运用于船舶来控制船舶柴油机NOx的排放。近年来,对SCR技术的研究更多地集中在提高SCR系统的NOx低温还原效率与降低SCR成本方面。因此,对SCR系统的各个模块的技术升级提出了挑战。喷雾模块的研究主要在如何改善尿素水溶液（UWS）的雾化均匀性和减少尿素结晶方面;催化剂的研究主要集中在不同金属基催化剂的催化性能对NOx催化转化效率的影响方面。此外,不同制备方法的优劣也得到许多学者关注。因此,本文以广西省自然科学基金“含内螺旋槽的喷管射流型车用柴油机SCR装置催化反应机理及热化力学耦合协同研究（2018GXNSFAA294072）”和“含內螺旋槽的喷管射流型车用柴油机SCR过滤体催化反应与多场协同优化研究（2018GXNSFAA281267）”为依托,对船用柴油机选择性催化还原系统进行研究,主要研究工作和创新点如下:（1）建立带混合器的船用柴油机SCR喷射模型,对UWS在混合器作用下的热解进行仿真研究,主要考虑两种典型混合器在三种布置下两种喷射位置的影响。结果表明,在混合器的作用下温度场与速度场的有益配合更有利于UWS的热解;（2）建立船用柴油机SCR系统的催化模型,研究催化剂两种不同孔隙率对催化剂区域催化还原反应的影响。结果表明,非均匀孔隙率催化剂在减小压降、改善催化效率等方面均有不同程度的优势;（3）针对带混合器的柴油机SCR系统,在四缸船用柴油机开展台架实验,研究金属基SCR催化剂对船用柴油机排放和燃烧特性的影响。结果表明,排气工况的变化会影响SCR催化剂的转化效率,主要表现为高温排气促进了ANCF催化剂更高的转化效率。
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