SCR脫硝裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化及噴氨霧化仿真.pdf

1、燃煤電廠的NOx排放是我國(guó)煙氣污染物治理的重點(diǎn)。選擇性催化還原（SCR）以其脫硝效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛采用。煙氣脫硝裝置在工程實(shí)際中需要解決的首要問(wèn)題是如何使系統(tǒng)內(nèi)還原劑氨與煙氣中污染物NOx充分接觸反應(yīng)，從而提高SCR系統(tǒng)的脫硝效率。
　　本文采用模擬仿真與理論分析相結(jié)合的方法，主要工作內(nèi)容如下：
　　首先闡述了SCR脫硝技術(shù)反應(yīng)機(jī)理，然后利用CFD軟件建立脫硝系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行仿真計(jì)算，在BMCR

2、（鍋爐最大蒸發(fā)量）工況下，模擬分析了添加導(dǎo)流結(jié)構(gòu)（導(dǎo)流板和整流格柵）對(duì)脫硝系統(tǒng)流場(chǎng)和濃度場(chǎng)的影響。之后論證了最優(yōu)模擬方案在變工況下運(yùn)行的可行性。最后根據(jù)尿素噴氨系統(tǒng)中液滴霧化中破碎復(fù)雜過(guò)程，模擬分析了在不同噴嘴出口壓力工況下，噴嘴及出口區(qū)域流場(chǎng)和氨濃度場(chǎng)的分布。
　　研究結(jié)果表明：脫硝系統(tǒng)內(nèi)煙氣流速和氨濃度的分布規(guī)律隨著整流格柵角度的變化不同，流速不均勻性隨角度的增大呈先降后升的趨勢(shì)，而氨濃度不均勻性隨角度的增大而減小。為兼顧流場(chǎng)

3、和濃度場(chǎng)，同一工況下存在最佳的角度。在變負(fù)荷運(yùn)行工況時(shí)，隨著負(fù)荷的降低，角度為30°的整流格柵開(kāi)始對(duì)反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)起抑制作用，流速不均勻系數(shù)逐漸增大；而氨濃度不均勻系數(shù)隨著負(fù)荷的降低而不斷減小，利于催化還原反應(yīng)的進(jìn)行。在脫硝系統(tǒng)三個(gè)直角拐角處采用漸縮圓弧過(guò)度轉(zhuǎn)角，等間距布置3片漸縮型圓弧導(dǎo)流板；在反應(yīng)器入口水平煙道拐角處采取梯形式等間距布置3片1/4圓弧導(dǎo)流板；在SCR反應(yīng)器入口處，整流格柵與水平方向成30°，在BMCR工況下為最優(yōu)設(shè)計(jì)方

4、案。這時(shí)第一層催化劑來(lái)流速度不均勻系數(shù)為8.27；第一層催化劑來(lái)流氨濃度不均勻系數(shù)為9.53。此外，該方案在不同運(yùn)行工況下均滿足技術(shù)要求，因而該方案適用于機(jī)組的變負(fù)荷運(yùn)行。在不同的噴嘴壓力條件下，增加噴嘴壓力，入口速度顯著提高，噴嘴的射程變大，但同時(shí)氣體旋流特性強(qiáng)度會(huì)減弱，噴霧錐形變??；噴霧液滴基本沿著噴嘴軸線方向呈錐形對(duì)稱分布，隨著與噴嘴距離的增大，液滴粒子逐漸減小直至破碎，且液滴的分布更加分散；當(dāng)噴嘴壓力在0.3~0.4 MPa時(shí)，