300MW煤粉鍋爐SCR煙氣脫硝裝置數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、眾所周知，氮氧化物（NOX）是大氣污染物之一，不僅是酸雨和光化學煙霧的元兇之一，而且有學者指出目前氮氧化物也是霧霾天氣形成的主要原因之一。而在新建SCR裝置投產(chǎn)運行前，一般設(shè)計者都是通過CFD數(shù)值模擬和建立相似試驗模型方法對SCR裝置的初始結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其能夠達到較高的脫硝效率。本研究采用CFD數(shù)值模擬，對300MW煤粉鍋爐機組配置的SCR脫硝裝置進行仿真模擬，針對其流場和氨濃度場的不均勻性建立了合理的優(yōu)化方案。并通過建立冷態(tài)試驗臺來

2、驗證數(shù)值模擬的合理性，最終確立優(yōu)化方案。主要的研究內(nèi)容和得出的結(jié)論有：
　　首先對300MW煤粉鍋爐SCR脫硝反應器進行數(shù)值模擬和冷態(tài)試驗。并且考察了SCR裝置特定截面上的速度和濃度的標準偏差值，這些截面主要包括噴氨上游、噴氨下游和首層催化劑入口截面。模擬和冷態(tài)試驗結(jié)果顯示，未加裝導流板時反應器內(nèi)的流場和氨濃度場分布很不均勻，造成速度和濃度偏差值較大的原因主要是SCR反應器入口的非對稱漸擴結(jié)構(gòu)、煙氣在拐彎處受到的離心作用，以及反應

3、器上部轉(zhuǎn)彎處的截面突變。針對以上原因并采用CFD模擬手段對導流板的結(jié)構(gòu)和布置進行優(yōu)化，最終確定了四組導流板的最佳組合方式。
　　數(shù)值模擬和冷態(tài)試驗結(jié)果表明加裝導流板后，反應器內(nèi)的流場均勻性得到了較大的改善，以首層催化劑入口截面為例，優(yōu)化前速度標準偏差值模擬和冷態(tài)試驗分別為25.69％，28.91%，優(yōu)化后為2.4%，11.5%。但是，模擬和試驗結(jié)果顯示加裝導流板并沒有使反應器內(nèi)氨濃度場的均勻性得到明顯改善。其原因是原有的渦流混合板