燃煤鍋爐煙氣SCR脫硝反應(yīng)器流場的數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、在各種脫硝工藝中，選擇性催化還原(SelectiveCatalyticReduction，SCR)法脫硝效率高、運行穩(wěn)定、無二次污染，是目前世界上應(yīng)用最為廣泛、成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。本課題以某電站鍋爐的SCR脫硝系統(tǒng)的改造設(shè)計為主要內(nèi)容，對SCR脫硝系統(tǒng)進(jìn)行了CFD數(shù)值模擬及冷態(tài)模型實驗研究。
　　 首先，對SCR脫硝過程機(jī)理進(jìn)行了研究，建立了脫硝非均相反應(yīng)速率模型，在此基礎(chǔ)上分析了影響SCR脫硝系統(tǒng)性能的因素。同時，建立了單

2、孔催化劑的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型，采用數(shù)值計算軟件FLUENT，模擬了脫硝效率與氨氮摩爾比及空間速度的關(guān)系、氨逃逸率與氨氮摩爾比之間的關(guān)系。
　　 其次，進(jìn)行了脫硝反應(yīng)器相關(guān)的數(shù)值模擬工作。采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型、物質(zhì)輸運模型及多孔介質(zhì)模型分別對反應(yīng)器流場、煙氣與氨的混合效果以及催化劑層進(jìn)行模擬。在各種煙道結(jié)構(gòu)和噴氨格柵條件下，對煙道流場分布和氨濃度分布情況進(jìn)行研究，得到最優(yōu)的煙氣導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)和噴氨格柵布置，并預(yù)測了各方案下的試驗效果。數(shù)

3、值模擬結(jié)果表明，導(dǎo)流板布置對均勻流場及脫硝反應(yīng)器催化劑層氨濃度分布具有明顯的作用，在煙道各彎頭處合理地添加導(dǎo)流板，可大大提高煙氣流場分布均勻性。此外，噴氨格柵噴嘴方向與煙氣流動方向的夾角也是影響煙氣與氨混合效果的關(guān)鍵因素。
　　 最后，進(jìn)行了脫硝反應(yīng)器的冷態(tài)模擬實驗研究。以幾何相似、雷諾相似為前提，建立了脫硝反應(yīng)器10∶1冷模實驗臺，通過對冷態(tài)模型系統(tǒng)內(nèi)速度分布、濃度分布進(jìn)行測試實驗，得到典型工況下的速度分布特性和氨氣流動及濃度