基于Fluent軟件模擬水泥分解爐內(nèi)SNCR脫硝過程.pdf

1、分解爐是水泥窯外預(yù)分解技術(shù)的核心設(shè)備之一，承擔(dān)著煤粉燃燒、碳酸鹽分解等多種復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。作為水泥工業(yè)煙氣中主要污染物之一的NOx，會對環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。本文基于Fluent軟件對某廠5000t/d水泥熟料生產(chǎn)線的DD型分解爐進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了分解爐的流場信息及NOx的生成特性，并以尿素作為還原劑采用選擇性非催化還原法(SNCR)對分解爐內(nèi)NOx進(jìn)行脫除。同時，優(yōu)化設(shè)計了SNCR脫硝工作參數(shù)，以提高脫硝性能，獲取更合理的脫硝工作參

2、數(shù)，為水泥分解爐脫硝提供理論指導(dǎo)。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)DD型分解爐實際尺寸，采用Gambit軟件建立物理模型，利用布爾運(yùn)算將分解爐分成若干形狀規(guī)則的幾何體，采用分塊網(wǎng)格劃分技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，獲取較高質(zhì)量的網(wǎng)格。
　　(2)建立分解爐數(shù)學(xué)模型，采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε模型模擬氣相湍流流動，采用組分輸運(yùn)模型模擬煤粉燃燒及化學(xué)反應(yīng)，采用P-I輻射模型模擬輻射換熱，獲得了分解爐內(nèi)流場信息，模擬結(jié)果表明:流體運(yùn)動速度沿分解爐

3、中心軸線對稱，多處出現(xiàn)渦旋現(xiàn)象;煤粉燃燒后產(chǎn)生大量的熱量，分解爐內(nèi)溫度從主燃燒室至出口處呈拋物線形梯度遞減，最高溫度在煤粉燃燒器上側(cè)，約為1800K，出口處溫度約為1150K;煤粉燃燒后揮發(fā)份、O2、CO和CO2的濃度場分布符合燃燒基本規(guī)律，燃燒狀況良好，分解爐配風(fēng)比例恰當(dāng)。
　　(3)利用后處理的方法，采用污染物生成模型模擬了分解爐內(nèi)NO的生成，獲得了NO的分布規(guī)律，模擬結(jié)果表明:NO大量生成于主燃燒室內(nèi)，是煤粉燃燒的結(jié)果，其生

4、成濃度與煤粉用量相吻合，在流體的不斷擴(kuò)散下，最終均勻地彌漫在分解爐內(nèi)，若只考慮分解爐內(nèi)煤粉燃燒產(chǎn)生的燃料型NOx，出口處NO的濃度約為450ppm，綜合考慮實際工況中窯尾煙氣攜帶入爐的NO，分解爐出口處NO的濃度約為850ppm。
　　(4)以尿素為還原劑，采用SNCR模型模擬了分解爐內(nèi)SNCR脫硝過程，結(jié)果表明，尿素的噴入能降低煙氣中NO的濃度。為提高脫硝效率，獲取適合該模型的最佳脫硝工作參數(shù)，對尿素噴射參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，結(jié)果