船用柴油机尾气后处理系统的优化设计.doc

船用柴油机尾气后处理系统的优化设计中国目前经历着严重的区域性空气污染,为了降低船舶排放对区域以至全球空气污染的影响,本文提出了一种新型船用柴油机尾气后处理技术。本文提出的优化装置,它改进了传统的以SCR（SelectiveCatalyticReduction）为基础的脱硝技术路线,加强了对NO_x（NitrogenOxide）以及PM（ParticulateMatter）的净化效率,降低了减排成本。同时,柴油机SCR后处理系统中影响NO_x转化效率的因素有很多,如催化剂性能,尿素喷射量、尿素喷射泵的类型等。本研究通过发动机台架试验,将柴油机尾气后处理系统优化装置应用到潍柴WD615发动机上,验证优化装置的实际性能。首先,我们采用自主研发的催化氧化颗粒床装置。该装置结构简单,且从根本上解决选择性催化还原法的堵塞问题以及气态氨生成量不稳定的弊病。其次,本文也通过实验研究,制定了在发动机不同的转速、扭矩下,尿素喷射量的增加对NO_x转化效率的影响,以及NH₃的二次污染,分析不同尿素喷射量对NO_x转化效率的影响。发现尿素喷射系统中也不是喷射的量越大越好,过多的量反而会影响NO_x转化效率,尿素喷射量过大,多余的尿素未参与还原NO_x的化学反应,达不到最佳处理效果,造成氨逃逸,形成二次污染排放,在实际应用中需根据各方面的影响因素进行最佳喷射比的选择,以达到最佳的效率。使所匹配的柴油机尿素SCR后处理系统达到能进一步降低排放浓度,减少污染。第三,通过与传统后处理系统的对比实验,本研究所提出的后处理优化装置可以大幅度降低柴油机尾气排放中的PM以及NO_x的浓度,均远远低于现行的国内外排放标准,颗粒物的实测值处于标准限值的13-24.5%之间,平均实测值仅为标准限值的19.4%。而在NO_x处理方面,实测值在标准限值的1.25-2.88%之间,平均实测值仅为标准限值的1.9%。净化后粉尘、NO_x含量值已经远远低于欧洲的StageⅢ（第3A阶段）和北京市DB11/185-2003的排放限值（第二阶段）要求的标准值。此外,此技术与现有柴油尾气净化装置相比较而言,大大减少了净化装置投资成本,以及后期维护费。每年可极大程度地节省污染控制装置的运营成本,有助于船运行业持续发展。