李江飞,朱海艳,牛雨飞,等.船用柴油机选择性催化还原混合器结构优化及验证[J].内燃机工程,2022,43(2):49-55.
船用柴油机选择性催化还原混合器结构优化及验证
Structural Optimization and Validation of Selective Catalytic Reduction Mixer on Marine Diesel Engines
DOI：10.13949/j.cnki.nrjgc.2022.02.006
关键词:选择性催化还原  混合器  船用柴油机  Tier Ⅲ
Key Words:selective catalytic reduction（SCR）  mixer  marine diesel engine  Tier Ⅲ
基金项目:河北省科技计划项目（20374203D）
作者单位E-mail
李江飞* 无锡亿利环保科技有限公司，无锡 214000
北京大学 工学院，北京 100871 		lijiangfeicae@126.com 
朱海艳 无锡亿利环保科技有限公司，无锡 214000
河北亿利科技股份有限公司，邢台 054800 		 
牛雨飞 无锡亿利环保科技有限公司，无锡 214000
河北亿利科技股份有限公司，邢台 054800 		 
徐谦 无锡亿利环保科技有限公司，无锡 214000
河北亿利科技股份有限公司，邢台 054800 		 
乔宝英 无锡亿利环保科技有限公司，无锡 214000
河北亿利科技股份有限公司，邢台 054800 		 
张强 山东大学 能源与动力工程学院，济南 250061  
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摘要:针对船用柴油机选择性催化还原（selective catalytic reduction， SCR）后处理系统，设计了6种不同的混合器方案，利用计算流体动力学（computational fluid dynamics， CFD）技术对混合器方案进行了仿真分析，对比背压、均匀性、尿素碰壁量、尿素轨迹和流速，选择最优方案，最后通过发动机台架验证排放性能。CFD及试验结果表明：文丘里管在上游、叶片板左右交错的方案既能满足背压和NH3均匀性要求，同时尿素结晶风险最小，E3循环NOx排放为0.66 g/（kW·h），满足国际海事组织（International Maritime Organization， IMO）Tier Ⅲ排放标准要求，平均NOx转化效率为91.4%。
Abstract:Six mixer schemes were designed for the selective catalytic reduction（SCR） after-treatment system on marine diesel engines. The mixer schemes were simulated and analyzed with computational fluid dynamics（CFD） technology. The optimal scheme was selected by comparing the back pressure， uniformity， urea impingement， urea track and velocity. Finally， the emission performance was verified by engine bench tests. CFD and experimental results show that scheme in which venturi tube is located upstream and the blade plates staggere left and right can meet the requirements of back pressure and NH3 uniformity， with the minimum risk of deposit. The NOx emission of E3 cycle in scheme 3 is 0.66 g/（kW·h）， which meets the requirements of International Maritime Organization（IMO） Tier Ⅲ emission standard. The average NOx conversion efficiency is 91.4%.
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