李江飞，朱海艳，牛雨飞，徐 谦，乔宝英，张 强

（1.无锡亿利环保科技有限公司，无锡 214000；2.北京大学 工学院，北京 100871；3.河北亿利科技股份有限公司，邢台 054800；4.山东大学 能源与动力工程学院，济南 250061）

0 概述

柴油机具有转矩大、热效率高、油耗低等优点，是船舶的主要动力设备［1-2］。随着船舶运输和渔业的繁荣发展，船用柴油机废气污染问题逐渐成为社会关注的热点问题，而NOx是船用柴油机最主要的排放污染物之一［3］。为了减少NOx造成的环境污染，国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）对船舶尾气中NOx排放提出了3 个阶段的限制要求［4］，Tier Ⅲ要求NOx排放在Tier Ⅰ基础上降低80%，单纯依靠机内净化措施无法满足Tier Ⅲ法规。

选择性催化还原技术（selective catalytic reduction，SCR）是目前国际上公认的用于降低船用柴油机尾气中NOx排放的主要技术［5］，即在催化剂的作用下，通过尿素喷射系统向SCR 上游喷入尿素水溶液，把尾气中的NOx还原成N2和H2O［6-11］。目前，针对船用柴油机SCR 系统的研究尚较少。船用柴油机的排气量大且管道直径大，若混合器结构设计不合理，会造成NOx转化效率低、尿素结晶、背压大等问题［12-17］，NOx转化效率低则无法满足排放标准，混合器背压大则会影响船舶的动力性及经济性。

本文中针对船用柴油机SCR 系统，设计6 种不同的混合器结构，采用计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）方法对不同混合器方案进行了仿真分析和对比，选择最优方案，对其进行台架排放试验以验证该设计是否满足Tier Ⅲ排放标准。本研究可为船用柴油机SCR 的混合器结构设计提供参考。

1 结构方案

SCR 初始方案如图1所示。……