基于模擬的火電廠SCR法煙氣脫硝流場系統(tǒng)設(shè)計研究.pdf

1、我國因燃煤排放的污染物而導(dǎo)致的環(huán)境問題日益突出。其中，氮氧化物（NOx）是近年來被廣為關(guān)注的主要大氣污染物之一。我國有65％左右的NOx是由于火電廠煤粉燃燒所產(chǎn)生的，有效地控制NOx的生成與排放已成為一個刻不容緩的任務(wù)。因此，積極研發(fā)高效低成本的脫硝技術(shù)，以滿足越來越嚴峻的環(huán)保要求，具有重要意義。
　　SCR法脫硝裝置對反應(yīng)器入口煙氣流場分布有較為嚴格的要求，特別是脫硝效率超過80%時，煙氣流場分布要求更為嚴格。工程設(shè)計中常由于現(xiàn)

2、場空間等因素的限制，SCR反應(yīng)器及入出口煙道布置困難，使反應(yīng)器入口煙氣流場分布偏差較大，導(dǎo)致催化劑出口NOx和NH3的濃度場不均勻，出現(xiàn)部分區(qū)域NOx含量很低而NH3逃逸量很大，或部分區(qū)域NH3逃逸較少但NOx含量較高的情況，這會影響系統(tǒng)總體的脫硝效果并給系統(tǒng)的經(jīng)濟穩(wěn)定運行帶來很大的危害。對于SCR法煙氣脫硝工程設(shè)計，采用流場模擬實驗研究，改善煙氣均勻度，提升脫硝效率和降低氨的逃逸很有必要。
　　基于以上原因，本論文工作以SCR煙

3、氣脫硝技術(shù)的實際應(yīng)用為目標，課題采用ANSYS軟件包模擬研究了SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)的流體流動特性，研究內(nèi)容主要包括確定流動紊亂區(qū)域位置、確定導(dǎo)流板和整流裝置位置及其結(jié)構(gòu)尺寸，進而計算各種運行條件下（100%BMCR、75%THA和50%THA）系統(tǒng)內(nèi)速度場及濃度場的分布及壓力損失情況。通過數(shù)值模擬反復(fù)優(yōu)化導(dǎo)流葉片的形狀及位置，最終提出滿足現(xiàn)有技術(shù)指標要求的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)。
　　搭建了1:12的物理模型試驗臺，分別完成了SCR脫硝系統(tǒng)煙花示

4、蹤試驗、壓損測試試驗、玻璃微珠模擬飛灰氣固兩相特性試驗和飛灰沉積特性試驗等。
　　最后，通過分別完成10%BMCR、75%BMCR和50%BMCR工況下物理模型實驗數(shù)據(jù)與 ANSYS數(shù)值模擬結(jié)果的對比分析，以最終確定SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)流板布置方式是合理的，并確定流向、流速、壓損、溫度等指標的影響因素。
　　本課題研究過程取得的主要創(chuàng)新成果如下：
　?。?）CFD計算和冷模實驗的結(jié)果吻合地很好，為最終確定系統(tǒng)的優(yōu)化提供

5、了理論依據(jù)和可能的解決方案，以確保在盡量減少壓力損失和防止系統(tǒng)堵灰的情況下，SCR裝置的最大運行效率；
　?。?）總結(jié)了選擇性催化還原（SCR）脫硝裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化部分設(shè)計要點。并針對SCR反應(yīng)器仿真試驗和CFD計算主要存在的問題，提出了一種對反應(yīng)物不均勻性對脫硝性能的影響，并結(jié)合本文實例給出了部分的注意要點；
　?。?）通過數(shù)值模擬試驗及冷態(tài)物理模型試驗相互印證，驗證了數(shù)學(xué)模型的正確性，通過數(shù)學(xué)模型及物理模型結(jié)果的對比，本課