SCR脫硝裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化及噴氨霧化仿真.pdf_第1頁(yè)
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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),

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