SCR脫硝系統(tǒng)物料平衡計算與數(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重點領(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)計的關(guān)鍵，物料平衡計算是設(shè)計基礎(chǔ)和依據(jù)，數(shù)值模擬技術(shù)則是其優(yōu)化設(shè)計的一部份，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?，本文針對火電廠脫硝技術(shù)應(yīng)用的難

2、點，開發(fā)了脫硝系統(tǒng)的物料及能量平衡計算軟件，并利用CFD(Computational fluid dynamics，計算流體動力學(xué))軟件對脫硝系統(tǒng)流場分布作了對比研究，通過實驗驗證得到了最佳的流場分布狀況，同時對脫硝催化劑孔內(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)物料平衡計算過程與方法，并根據(jù)E-R數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計出了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、及能量平衡計算軟件，同時開發(fā)了各設(shè)備的輔助設(shè)計選型功能，通過與國外成熟的計算結(jié)果比較，誤差小于5％，因而本軟件能為工程設(shè)計提供源數(shù)據(jù)或參考數(shù)據(jù)。
　　 (2)通過CFD模擬軟件Fluent對脫硝系統(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)等對流場的影響曲線，同時對不同結(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實驗縮比模型，并對速度、濃度、壓損、積灰狀況等進(jìn)行了實驗研究。研究結(jié)果表明，CFD模擬結(jié)果與實驗測量結(jié)果之間有一定差距；通過對導(dǎo)流板弧度作適當(dāng)微調(diào)后，可以獲得較好的流場分布結(jié)果。從而說明CFD能模擬和反應(yīng)實際系統(tǒng)流動狀況，但不能完全取代實驗結(jié)果，與實驗相結(jié)合能夠指導(dǎo)工程實踐。
　　 (4)研究確定了影響脫硝催化劑反應(yīng)的NH3，NO，O2等對脫硝的影響因