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域。目前應用最為廣泛的脫硝技術一選擇性催化還原法(Selective catalyst reduction簡稱SCR)在國外已經(jīng)得到了廣泛的應用，而在國內的應用還不夠成熟，且大部分要依靠國外技術的支持。作為脫硝系統(tǒng)設計的關鍵，物料平衡計算是設計基礎和依據(jù)，數(shù)值模擬技術則是其優(yōu)化設計的一部份，決定著系統(tǒng)布置的最終狀態(tài)和催化劑的化學反應狀況。基于此，本文針對火電廠脫硝技術應用的難

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)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的化學反應特性進行了數(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)結構圖設計出了SCR脫硝系統(tǒng)的物料平衡結構圖。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)了各設備的輔助設計選型功能，通過與國外成熟的計算結果比較，誤差小于5％，因而本軟件能為工程設計提供源數(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)進行了詳細研究，得到了導流板位置、弧度、數(shù)量、結構、形態(tài)等對流場的影響曲線，同時對不同結構的AIG和混合器進行了比較分析，確定了最佳的導流板和系統(tǒng)布置方案，并對最佳的布置方式進行了復合工況研究，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模擬結果的基礎上建立了1∶10實驗縮比模型，并對速度、濃度、壓損、積灰狀況等進行了實驗研究。研究結果表明，CFD模擬結果與實驗測量結果之間有一定差距；通過對導流板弧度作適當微調后，可以獲得較好的流場分布結果。從而說明CFD能模擬和反應實際系統(tǒng)流動狀況，但不能完全取代實驗結果，與實驗相結合能夠指導工程實踐。
　　 (4)研究確定了影響脫硝催化劑反應的NH3，NO，O2等對脫硝的影響因