毕业论文--基于SCR技术的主机NOx减排方案研究

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1、大连海事大学毕业论文┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊二○一二年四月基于SCR技术的主机NOx减排方案研究专业班级：轮机工程2008-7姓名：指导教师：轮机工程学院内容摘要摘要：本文介绍了SCR技术的研究背景和意义，SCR是选择性(selective)、催化(catalytic)和还原(reduction)英文首字母的缩写。同时，研究了该技术的相关反应原理，并对该技术的在船舶上的应用前景、经济性以及可行性进行了分析；综合分析对比了与其它NOx减排技术相比的优势和劣势。最后提出了SCR技术在“育鲲轮”上的设计

2、方案。关键词：选择性催化还原NOxABSTRACT:ThisthesismainlyexplainsthebackgroundandsignificanceofSCR.TheSCRistheabbreviationofselective,catalyticandreduction.Atthesametime,IstudytheprincipleofSCR;analyzetheperspective,economyandpossibilityofSCR.Isyntheticallyanalyzetheadvantageanddisadv

3、antagecomparingothertechnologywhichreducestheemissionof“NOx”.Atlast,Idesigntheplaneof“YUKUN”.Keywords:selectivecatalyticreductionNOx目录1绪论51.1研究背景51.2应用现状52NOx排放控制措施62.1优化设计和工作参数62.2燃油乳化和直接喷水（DirectWaterInjectionDWI）技术72.3废气再循环技术(ExhaustGasRecirculation，EGR)82.4均质混合压缩着火(

4、HCCI)燃烧82.5选择性催化还原技术（SelectiveCatalyticReduction，SCR)93SCR技术93.1Urea-SCR系统组成103.2Urea-SCR系统工作原理113.3Urea-SCR系统主要反应123.3.1尿素水解、热解反应123.3.2NOx的催化还原123.3.3其它反应133.4影响NOx催化转化效率的因素133.4.1催化器的储氨能力133.4.2催化剂活性143.4.3温度影响153.4.4NH3／NOx摩尔比153.4.5废气成分的影响164SCR技术经济性、可行性分析195船用SCR系

5、统设计方案215.1SCR系统设计原理图215.2SCR系统尿素喷射量控制策略215.2.1稳态策略225.2.2瞬态排放修正策略226总结24【参考文献】25基于SCR技术的主机NOx减排方案研究1绪论1.1研究背景由于现代工业不断发展，对大气的污染日益严重，使人类生存环境日渐恶化。船舶承担着97%的世界贸易运输量，消耗世界能源的3%，其主要动力装置——船舶柴油机的排放量也是非常巨大的。据统计船舶柴油机的NOx排放约占全球NOx排放的7%，SOx占4%。随着海上运输业的发展，船舶保有量增加，船舶造成大气污染也日益严重，对船舶柴油机的

6、排放控制也势在必行。2011年7月15日，在英国伦敦召开的IMO第62届海环会（MEPC62）中，除了世人瞩目的有关船舶二氧化碳减排方案以MARPOL附则VI修正案形式获得批准外，氮氧化物技术规则（NOxCode修正案）和选择性催化还原系统导则（SCR导则，SelectiveCatalyticReduction）也获得了通过。随着不断有新的区域被指定为ECA，越来越多的船舶就需要安装满足TierIII要求的柴油机，而目前满足该要求的成熟产品仅有SCR系统。在第58届环保会上通过的MEPC.176(58)决议（MARPOL附则VI修正案

7、）。该修正案已于2010年7月1日生效，其中第13条有关“氮氧化物（NOx）”规定：2016年1月1日或以后建造的船舶，若拟在第14条所规定的排放控制区（ECA，2011年8月1日起为北美区域）航行，对于船上安装的柴油机，当船舶在ECA区内航行时，应符合第13.5.1.1条规定的氮氧化物TierIII排放标准；当船舶在ECA区外航行时，符合13.4条规定的氮氧化物TierII排放标准即可。而TierIII的标准相当于在原有TierI标准基础上削减80%的NOx排放量。依据目前的技术水平和状况，如果采用废气再循环EGR（ExhaustG

8、asRecirculation）和湿空气动力系统HAM（HumidityAirMotorSystem）等技术，均需要结合柴油机的其他机内改造技术才能得到大比例的减排效果，但很难达到80%及以上的减排水平。目前仅有选择性催