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面对当前严重的空气污染,国家制订了日益严苛的排放法规,选择性催化还原技术(SCR)因其独特的优势,成为当前最有应用前景的降低排放污染物 NOx的手段。尿素水溶液的喷射雾化效果与其在排气管内与排气的混合效果和蒸发效果有直接的关系,进而关系到整个 SCR 系统的催化效率。本文针对尿素溶液的粒度特性以及不同参数对喷雾的影响进行了研究。
利用激光粒度仪对无空气辅助与有空气辅助两种喷射系统的粒度特性和粒径发展进行了研究,结果表明:对无空气辅助喷射系统而言提高喷射压力有助于减小喷雾粒径,但喷射压力较大时随喷射压力增高而带来的雾化效果的提高减弱;无空气辅助喷射系统在相同喷射周期内采用小喷射脉宽对雾化粒径是有好处的;比较两种系统的雾化效果,采用有空气辅助喷射系统明显比无空气辅助喷射系统的雾化效果好;有空气辅助喷射系统提高辅助气体压力有利于喷雾粒径的降低。
建立了尿素溶液的喷雾模型,并在建立的圆柱形喷雾空间内进行了尿素水溶液喷雾的模拟。对比喷雾的模拟结果与试验结果,发现两者的外形和贯穿距吻合较好,表明了所建模型的准确性,可以进行后续模拟。
建立了 SCR 系统的数值模型,利用验证过的喷雾模型,对不同参数下的尿素喷雾进行研究,研究结果表明:增大喷射点与催化剂入口截面的距离有利于催化剂入口处 NH3的均匀分布,同时也有利于 NH3的生成,喷射点与催化剂之间的距离越小液膜的生成量就越少;喷射点的偏移距离对各参数造成的影响与改变喷嘴与催化剂距离相比相对较小;喷射角度为 7.5 °时,催化剂入口截面 NH3的分布最均匀,液膜的生成量最小;排气管与催化剂过渡段扩张角的改变对催化剂入口截面 NH3 的均匀性和生成量影响较小,扩张角过小还会导致液膜生成量的增加;排气温度对催化剂入口截面 NH3 分布的均匀性影响较小,但提高排气温度可以有效的提高 NH3 的生成,并且可以降低尿素液膜的生成量;不同的喷嘴喷射角度也对催化剂入口截面 NH3的均匀性及 NH3的质量流量有影响,喷射角度在一定的范围内有利于 NH3 的均匀性与质量流量的提升,液膜的生成量随喷射角度的增加而增加。
利用激光粒度仪对无空气辅助与有空气辅助两种喷射系统的粒度特性和粒径发展进行了研究,结果表明:对无空气辅助喷射系统而言提高喷射压力有助于减小喷雾粒径,但喷射压力较大时随喷射压力增高而带来的雾化效果的提高减弱;无空气辅助喷射系统在相同喷射周期内采用小喷射脉宽对雾化粒径是有好处的;比较两种系统的雾化效果,采用有空气辅助喷射系统明显比无空气辅助喷射系统的雾化效果好;有空气辅助喷射系统提高辅助气体压力有利于喷雾粒径的降低。
建立了尿素溶液的喷雾模型,并在建立的圆柱形喷雾空间内进行了尿素水溶液喷雾的模拟。对比喷雾的模拟结果与试验结果,发现两者的外形和贯穿距吻合较好,表明了所建模型的准确性,可以进行后续模拟。
建立了 SCR 系统的数值模型,利用验证过的喷雾模型,对不同参数下的尿素喷雾进行研究,研究结果表明:增大喷射点与催化剂入口截面的距离有利于催化剂入口处 NH3的均匀分布,同时也有利于 NH3的生成,喷射点与催化剂之间的距离越小液膜的生成量就越少;喷射点的偏移距离对各参数造成的影响与改变喷嘴与催化剂距离相比相对较小;喷射角度为 7.5 °时,催化剂入口截面 NH3的分布最均匀,液膜的生成量最小;排气管与催化剂过渡段扩张角的改变对催化剂入口截面 NH3 的均匀性和生成量影响较小,扩张角过小还会导致液膜生成量的增加;排气温度对催化剂入口截面 NH3 分布的均匀性影响较小,但提高排气温度可以有效的提高 NH3 的生成,并且可以降低尿素液膜的生成量;不同的喷嘴喷射角度也对催化剂入口截面 NH3的均匀性及 NH3的质量流量有影响,喷射角度在一定的范围内有利于 NH3 的均匀性与质量流量的提升,液膜的生成量随喷射角度的增加而增加。