燃煤鍋爐煙氣SCR脫硝反應器流場的數(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，是目前世界上應用最為廣泛、成熟的一種煙氣脫硝技術。本課題以某電站鍋爐的SCR脫硝系統(tǒng)的改造設計為主要內容，對SCR脫硝系統(tǒng)進行了CFD數(shù)值模擬及冷態(tài)模型實驗研究。
　　 首先，對SCR脫硝過程機理進行了研究，建立了脫硝非均相反應速率模型，在此基礎上分析了影響SCR脫硝系統(tǒng)性能的因素。同時，建立了單

2、孔催化劑的化學反應動力學模型，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系、氨逃逸率與氨氮摩爾比之間的關系。
　　 其次，進行了脫硝反應器相關的數(shù)值模擬工作。采用標準k-ε模型、物質輸運模型及多孔介質模型分別對反應器流場、煙氣與氨的混合效果以及催化劑層進行模擬。在各種煙道結構和噴氨格柵條件下，對煙道流場分布和氨濃度分布情況進行研究，得到最優(yōu)的煙氣導流板結構和噴氨格柵布置，并預測了各方案下的試驗效果。數(shù)

3、值模擬結果表明，導流板布置對均勻流場及脫硝反應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鍵因素。
　　 最后，進行了脫硝反應器的冷態(tài)模擬實驗研究。以幾何相似、雷諾相似為前提，建立了脫硝反應器10∶1冷模實驗臺，通過對冷態(tài)模型系統(tǒng)內速度分布、濃度分布進行測試實驗，得到典型工況下的速度分布特性和氨氣流動及濃度