垃圾焚燒煙氣脫硝的CFD數(shù)值模擬研究.pdf

1、氮氧化物是大氣的主要污染物之一,具有很大危害,而垃圾焚燒容易產(chǎn)生氮氧化物等有害氣體?！笆濉币?guī)劃中明確指出提高垃圾焚燒比例表明排放出的氮氧化物總量會增多,與此同時控制焚燒爐出口的氮氧化物的標準提高了,現(xiàn)有的垃圾焚燒爐排放出的氮氧化物會超出即將出臺的修訂標準的范圍,因此如何對現(xiàn)有垃圾焚燒廠進行改造使得排放出的氮氧化物滿足即將出臺的標準是一個亟待解決的問題。已有研究表明在垃圾焚燒廠中增加選擇性非催化還原(SNCR)工藝能較為經(jīng)濟和有效的去

2、除焚燒爐中的氮氧化物。因此對垃圾焚燒廠進行改造增設(shè)專門的脫硝工藝—SNCR工藝。
　　本文針對此種情況利用計算流體力學(xué)軟件(CFD)對處理量為400t/d的垃圾焚燒爐進行建模計算分析,采用數(shù)值模擬方法為垃圾焚燒爐改造增設(shè) SNCR脫硝工藝的設(shè)計提供參考依據(jù)。本次的數(shù)值研究從三個方面著手。首先,建立焚燒爐的燃燒模型,考察了焚燒爐內(nèi)的燃燒狀況,并結(jié)合焚燒廠的實際運行數(shù)據(jù)對所建立的模型進行了對比驗證。其次,建立了還原劑噴射模型,考察了還

3、原劑進入焚燒爐內(nèi)的蒸發(fā)和混合的規(guī)律,選擇適合此焚燒爐的噴氨參數(shù)和噴嘴布置方式,同時可以為其他焚燒爐選擇噴氨參數(shù)作為依據(jù)。最后,將焚燒爐中的燃燒狀況和選擇好的噴氨參數(shù)和噴嘴布置方式作為 SNCR反應(yīng)的邊界條件,進行模擬計算后得到最終的脫硝效果。此外,還對二次風(fēng)對焚燒爐的影響進行了一系列的考察。研究結(jié)果表明:通過對焚燒爐進行簡化、建模和計算,計算結(jié)果同實際焚燒爐的數(shù)據(jù)進行對比,模擬的溫度和組分數(shù)值同實際測量值符合較好,表明簡化條件的合理和建

4、立的模型的可靠,選擇爐高10-32m段作為SNCR反應(yīng)區(qū)域。通過對還原劑的液滴粒徑、噴射速度、噴射角、噴口溫度、氣流速度和噴射量的計算,考察還原劑進入焚燒爐的噴射距離和蒸發(fā)混合規(guī)律。在有限速率模型中適當?shù)奶岣咭旱瘟健娚渌俣群蛧娚淞坑兄谔岣邍娚渚嚯x和還原劑與煙氣的混合效果。優(yōu)選得到適合SNCR反應(yīng)的液滴粒徑300μm、噴射速度30m/s、噴射角20°和左右墻各6個噴嘴對稱布置的方式噴氨。最終對SNCR反應(yīng)進行模擬計算,得到焚燒爐出口