燃煤電廠脫硝系統(tǒng)仿真與性能監(jiān)測.pdf

1、對于燃煤火電機組而言，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)，仍然是當(dāng)今乃至未來相當(dāng)長時期內(nèi)的主流技術(shù)。本文以國內(nèi)某660MW燃煤火電機組的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑為研究對象，進(jìn)行了包括SCR粉體催化劑試驗、SCR小試試驗、SCR反應(yīng)動力學(xué)挖掘、SCR脫硝性能分析等研究工作。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)SCR脫硝試驗
　　SCR粉體催化劑試驗分為四個部分，前三個部分的試驗分別通過調(diào)節(jié)催化劑粒徑大小、質(zhì)量流量、催化劑負(fù)載量，

2、得到催化劑宏觀脫硝效率不受內(nèi)、外擴(kuò)散速率影響的條件為:催化劑顆粒粒徑目數(shù)為60～80、煙氣流量為3.5L/min、催化劑負(fù)載量為1mL。最后一部分是在上述條件下，通過調(diào)節(jié)氨氮摩爾比與反應(yīng)溫度，為后續(xù)的動力學(xué)參數(shù)挖掘提供數(shù)據(jù)支撐。SCR小試試驗對不同投運時間的催化劑進(jìn)行了多因素變化的試驗研究，并以此為依據(jù)來驗證動力學(xué)模型，捕捉劣化規(guī)律，試驗表明:隨著投運時間增加，催化劑活性下降，催化劑的高效溫度窗口變窄，在低于290℃和高于330℃時，脫

3、硝性能劣化程度較大，而在290℃～330℃溫度區(qū)間，脫硝性能劣化程度較小。
　　(2)動力學(xué)參數(shù)挖掘與三維多孔催化劑模型
　　首先，本文建立了基于E-R反應(yīng)機理的SCR本征動力學(xué)模型，同時考慮了NH3的氧化副反應(yīng)作用。在動力學(xué)模型和粉體催化劑試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用遺傳優(yōu)化算法對SCR脫硝本征動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行挖掘。研究表明，當(dāng)采用300種群、200代的參數(shù)對27個工況計算時，計算與試驗NO轉(zhuǎn)化率誤差為5.88×10-2。在此基礎(chǔ)

4、上，進(jìn)一步耦合SCR本征反應(yīng)模型和SCR反應(yīng)器宏觀流動模型，建立了三維多通道CFD催化劑復(fù)相反應(yīng)模型，催化劑通道及壁內(nèi)的擴(kuò)散及反應(yīng)方程由UDF宏直接引入CFD模型。模型與試驗結(jié)果趨勢大體一致，模型的NO轉(zhuǎn)化率略高于試驗值。
　　(3)SCR脫硝性能分析
　　模擬得到了煙氣通道及催化劑壁內(nèi)的NO分布、SCR宏觀脫硝特性與化學(xué)反應(yīng)及擴(kuò)散的關(guān)系。本文后續(xù)對脫硝效率受到運行工況的影響進(jìn)行了研究，研究表明，當(dāng)空速保持在3600h-1且