论文部分内容阅读
随着IMO排放法规对船用柴油机NOx排放限制的日益严格,为了有效控制船舶柴油机NOx的排放,加强NOx排放控制技术的研究势在必行。选择性催化还原技术(SCR)作为有效的排气后处理措施,是目前应用最广的一种NOx处理方法。其中,Urea-SCR技术已成为船舶柴油机满足IMO Tier Ⅲ排放法规的最有效技术。异氰酸(HNCO)是船舶Urea-SCR技术中重要的中间产物,影响系统尿素使用效率和去除NOx效率,甚至对SCR系统安全性产生影响。目前,国内外对HNCO在船舶Urea-SCR系统中的水解过程、还原作用以及毒性研究仍然不足。本文通过多方案综合试验,就船用Urea-SCR技术中的重要环节—HNCO的水解过程和还原作用展开研究。本文首先设计了 HNCO制备反应发生器,改进原有的SCR试验台;通过调节相关反应条件,进行了多水平、多因素的HNCO制备试验。本文通过负载型V2O5-WO3/TiO2、挤压型V205-W03/Ti02、负载型CuO/TiO2以及只加载TiO2四种催化剂进行了 HNCO催化水解试验,研究了不同催化剂对HNCO水解的作用;通过添加NH3,研究了过量NH3对HNCO催化水解的影响。最后,在NH3-SCR试验的基础上,试验研究了在不同反应温度、空速以及HNCO/NOx比值的条件下,HNCO的还原性能;并通过模拟柴油机废气中水分,进行了 HNCO+NH3作为还原剂的SCR试验。通过上述研究,本文得出以下主要结论:1)影响生成HNCO浓度的最显著因素是第一级反应温度和第二级反应温度;2)对于HNCO催化水解反应,TiO2对于HNCO水解反应程度的催化效果最好,挤压型催化剂V2O5-WO3/TiO2最差;3)对于所选用的四种催化剂,350～400℃为最佳催化水解温度区间;4)过量的NH3对于HNCO催化水解反应有抑制作用,但在高温350℃以上时,抑制作用减弱并逐渐消失;5)通过与相同条件下的常规NH3-SCR试验脱硝效果进行对比,HNCO具有一定的还原作用,但弱于NH3的脱硝率。本文通过多种试验方案对HNCO制备、HNCO催化水解反应、HNCO还原反应进行了研究,得到的结论对船舶Urea-SCR技术的进一步深入研究具有重要的参考价值,有助于进一步优化船舶Urea-SCR系统。