SCR脫硝系統(tǒng)物料平衡計(jì)算與數(shù)值模擬研究.pdf

1、煙氣脫硝是繼煙氣脫硫之后國家控制火電廠污染物排放的又一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。目前應(yīng)用最為廣泛的脫硝技術(shù)一選擇性催化還原法(Selective catalyst reduction簡(jiǎn)稱SCR)在國外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，而在國內(nèi)的應(yīng)用還不夠成熟，且大部分要依靠國外技術(shù)的支持。作為脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，物料平衡計(jì)算是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和依據(jù)，數(shù)值模擬技術(shù)則是其優(yōu)化設(shè)計(jì)的一部份，決定著系統(tǒng)布置的最終狀態(tài)和催化劑的化學(xué)反應(yīng)狀況?；诖?，本文針對(duì)火電廠脫硝技術(shù)應(yīng)用的難

2、點(diǎn)，開發(fā)了脫硝系統(tǒng)的物料及能量平衡計(jì)算軟件，并利用CFD(Computational fluid dynamics，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))軟件對(duì)脫硝系統(tǒng)流場(chǎng)分布作了對(duì)比研究，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到了最佳的流場(chǎng)分布狀況，同時(shí)對(duì)脫硝催化劑孔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。本文的主要工作有：
　　 (1)研究確定了脫硝系統(tǒng)物料平衡計(jì)算過程與方法，并根據(jù)E-R數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)出了SCR脫硝系統(tǒng)的物料平衡結(jié)構(gòu)圖。開發(fā)了基于可視化組件庫的脫硝系統(tǒng)物料

3、及能量平衡計(jì)算軟件，同時(shí)開發(fā)了各設(shè)備的輔助設(shè)計(jì)選型功能，通過與國外成熟的計(jì)算結(jié)果比較，誤差小于5％，因而本軟件能為工程設(shè)計(jì)提供源數(shù)據(jù)或參考數(shù)據(jù)。
　　 (2)通過CFD模擬軟件Fluent對(duì)脫硝系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)研究，得到了導(dǎo)流板位置、弧度、數(shù)量、結(jié)構(gòu)、形態(tài)等對(duì)流場(chǎng)的影響曲線，同時(shí)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的AIG和混合器進(jìn)行了比較分析，確定了最佳的導(dǎo)流板和系統(tǒng)布置方案，并對(duì)最佳的布置方式進(jìn)行了復(fù)合工況研究，其影響曲線說明最佳布置方案能滿足變工況要

4、求。
　　 (3)根據(jù)相似原理，在CFD模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上建立了1∶10實(shí)驗(yàn)縮比模型，并對(duì)速度、濃度、壓損、積灰狀況等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，CFD模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果之間有一定差距；通過對(duì)導(dǎo)流板弧度作適當(dāng)微調(diào)后，可以獲得較好的流場(chǎng)分布結(jié)果。從而說明CFD能模擬和反應(yīng)實(shí)際系統(tǒng)流動(dòng)狀況，但不能完全取代實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合能夠指導(dǎo)工程實(shí)踐。
　　 (4)研究確定了影響脫硝催化劑反應(yīng)的NH3，NO，O2等對(duì)脫硝的影響因