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选择性催化还原技术(selective catalytic reduction)是一种柴油机尾气排放后处理技术。针对船舶柴油机SCR系统非线性、难以建模以及难以控制的特点,分析系统内部的化学反应,根据能量和质量守恒确定各状态量满足的微分方程,建立SCR系统数学模型,并验证其特性。为了实现SCR系统的控制目标,即保证NH3逃逸量不超过限定值的前提下,尽可能提高NOX转化率,以NH3逃逸量为约束输出,NOX出口浓度为控制输出,氨喷射量为控制变量,设计了非线性模型预测控制器,实时计算系统所需尿素喷射量。实验仿真表明了非线性模型预测控制器的有效性,稳态工况和瞬态工况下NOX转化率分别达到了93.803%和91.760%,NH3逃逸量均低于10ppm ,满足Tier III标准对船舶柴油机尾气氮氧化物排放的限制。 相似文献
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不同工况下的船舶柴油机脱硝系统具有很强的非线性和时变性,常用的单一控制器难以准确控制,因此对船舶选择性催化还原(SCR)脱硝系统进行自适应控制研究尤为重要。从SCR的反应微分方程入手,建立船舶柴油机SCR脱硝系统的机理模型,并通过模型仿真的离线数据辨识建立不同工况下该系统的ARMAX模型;设计基于该模型的广义预测控制器以实现多工况的自适应控制。考虑到执行机构的使用寿命,加入区间约束算法,提出并设计带区间约束算法的广义预测控制(GPC)控制器。研究结果表明:与传统的GPC和模型预测控制(MPC)控制器相比,带区间约束的GPC控制器不仅能在变工况时保持较高的脱硝率,而且能显著减少执行器的动作次数,从而提高船舶柴油机SCR脱硝系统的使用寿命。 相似文献
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随着国际海事组织(IMO)标准Tier III标准的实施,船舶柴油机尾气中的氮氧化物(NOx)的排放受到了更严格的限制。选择性催化还原脱硝技术因其高效、可靠等优势成为船舶柴油机NOx减排的主要选择。本文先根据SCR反应机理在MATLAB中搭建一级SCR脱硝系统和二级SCR脱硝系统模型,通过仿真结果对比,发现加入二级脱硝系统后,脱硝率可以得到提高。鉴于BP网络预测精度较低,本文将粒子群(PSO)算法加入到BP权值训练过程中,利用PSO-BP 神经网络预测 SCR-DeNOX系统出口处NOX浓度。结果表明:PSO-BP 神经网络不但可以预测SCR-DeNOX系统出口处的NOX浓度,而且与传统BP 神经网络相比可以提高预测结果的精度,为有效控制喷氨量、降低氨气逃逸量提供帮助。 相似文献
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《中国水运》2020,(1)
柴油机被普遍用于在航运船舶上。随着人们对能源危机和环境问题的认识越来越深入,人们对船舶的污染排放越来越重视。其中柴油机排放的大量微粒对环境的影响较为严重。本文主要介绍了柴油机产生微粒的主要因素和控制污染排放的SCR技术,废气循环系统,微粒捕抓器。SCR技术主要原理是利用催化剂NH_3与NO_X还原为N_2和H_2O,减少污染物NO_X。废气循环系统原理是减少气缸中氧气所占的比例,降低燃烧温度,破坏NO_X生成的条件来减少微粒的排放。微粒捕抓器利用一种能承受高温,高压,耐腐蚀,气流阻力小的多孔过滤体来减少柴油机排放的气流中的微粒。由于微粒具有一定的惯性,当气流经过多孔过滤体的时候,柴油机的微粒在惯性和重力的作用下被过滤体收集,起到减排的作用。 相似文献
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《中国航海》2019,(3)
为提高船用柴油机低负荷下选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)反应器的NO_x转化率,采用O_3协同SCR进行排气处理试验研究。试验研究结果表明:柴油机在40%负荷率以下的低负荷工况,SCR反应器不工作的情况下,排气管中注入O_3,NO_2/NO浓度比得以提高;柴油机在20%负荷率工况下,NO_2/NO浓度比达到30%。同时,O_3可有效地降低柴油机烟度(K值)和HC的排放,其排放浓度与注入O_3前相比,最高降幅分别达到51%和19.1%。柴油机在30%负荷率以下的低负荷工况,SCR反应器按氨氮比1∶1的标定尿素喷射量喷入尿素时,SCR反应器前的排气管注入O_3与注入O_3前相比,SCR反应器中NO_x转化率得以提高,最高增幅达到32.1%。主要原因在于排气管中注入O_3,NO_2/NO浓度比升高,促进SCR反应器中NO_x催化还原的快速反应。排气管注入O_3后,在SCR反应器工作的情况下,SCR反应器后的烟度(K值)降低,HC排放也稍有降低。试验表明:O_3协同SCR有利于柴油机在低负荷下提高SCR反应器的NO_x转化率。 相似文献
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针对某船用柴油机,在D2试验循环模式下进行原机和加装SCR系统后的性能对比试验,分析SCR反应器在无尿素喷射时对柴油机排气特性和经济性的影响,同时还分析按氮氨比为1∶1进行尿素喷射时SCR系统的工作性能。试验结果表明:柴油机安装SCR系统后,排气背压和排气温度均有所上升;经济性略有下降,额定工况下降低幅度在1%左右;虽然增压器后NOX排气浓度增大,但NOX质量流量下降幅度较大,额定工况下降幅度为12.3%,尿素基本喷射量标定计算应以加装SCR反应器后的柴油机排气参数为依据;NOX加权比排放由原机的12.63 g/k Wh降低到11.52 g/k Wh,降低了8.7%。按氮氨比为1∶1的比例进行尿素喷射时,SCR系统能满足Tire III的NOX排放限值要求。研究结果可为SCR系统设计和尿素喷射量的标定提供一定的指导依据。 相似文献
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<正>随着全球大气污染对人类生活的影响越来越严重,国际上对大气污染的防治措施不断升级。船舶运行中使用化石燃料排放的废气是导致大气污染的重要因素,船舶在对硫氧化物进行排放控制的基础上,对氮氧化物(NOx)的控制也越来越严格。在现有的柴油机技术条件下,仅依靠机内措施很难大幅度降低 NOx的排放,于是尾气处理装置选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)技术被开始在船舶柴油机上应用。柴油机配置SCR系统, 相似文献
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船舶柴油机使用SCR技术需解决的问题 总被引:1,自引:0,他引:1
SCR技术是满足船舶柴油机NOx排放第三层次标准的主要方法之一。介绍SCR系统的工作原理,对SCR技术在船舶使用条件下存在的排烟温度控制问题和催化剂失活问题进行讨论。 相似文献
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乳化柴油经济性与排放特性研究 总被引:1,自引:1,他引:0
文章试验评估了乳化柴油的使用对直喷柴油机排放特性的影响,并比较了在东风6135柴油机上使用普通柴油和乳化柴油时检测到的运行参数,结果表明,乳化柴油的使用会明显降低排放尾气中NO_X的浓度,且各种工况下NO_X排放减少率都维持在22%左右,比较稳定;在含水量不大于12%时,乳化柴油中含水量越大,NO_X排放减少越明显。通过试验还发现,使用乳化柴油会使尾气中CO浓度大幅度提高,减少乳化柴油中乳化剂成分可使CO排放的增加率降低。 相似文献
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国际防止船舶污染公约(MARPOL)新规将对船舶排放SOx、NOx和颗粒物实施更加严格的控制,通过分析得知无论使用低硫油还是改造使用降低船用柴油机NOx,SOx排放技术的SCR技术都将大大提高船舶营运成本。通过介绍尾气碱洗原理和设备的构成,探索改造一种成本低廉,易于维护的降硫除尘设备,以达到既能满足国际新规又能降低改造成本的目的。 相似文献
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船舶柴油机的排放是影响环境的重要因素之一,其中较难控制的是柴油机尾气中NOx的排放,目前研究较多的机外净化措施是SCR(选择催化还原)法,本文对该方法的研究现状和应用前景做了介绍,并对存在的问题进行了分析。 相似文献