本文關(guān)鍵詞：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器作為SCR反應(yīng)器的數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 脫硝催化劑 蓄熱元件 結(jié)構(gòu)調(diào)整

【摘要】：煤炭是我國最重要的基礎(chǔ)能源,也是消費(fèi)最多的能源形式。另外,煤炭也是火電機(jī)組的主要燃料,而火電機(jī)組發(fā)電仍占據(jù)了全國總裝機(jī)容量的主導(dǎo)地位。因此,火電機(jī)組煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的污染是我國主要的污染源之一,解決其燃燒所帶來的污染問題也是治理環(huán)境污染工程中的重中之重；其中煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物是主要的大氣污染物之一。當(dāng)前,現(xiàn)役燃煤電廠正在大規(guī)模建設(shè)脫硝裝置,主要采用的脫硝方式是在省煤器與空氣預(yù)熱器之間加裝SCR脫硝裝置。但是SCR技術(shù)存在一定的負(fù)面影響,其費(fèi)用昂貴,系統(tǒng)復(fù)雜,逃逸氨引起各類問題,尤其會(huì)增加空氣預(yù)熱器的阻塞和腐蝕危害；另外,SCR裝置的存在也會(huì)增大煙氣阻力,使得進(jìn)入空氣預(yù)熱器的煙氣負(fù)壓增大,從而導(dǎo)致空氣預(yù)熱器漏風(fēng)增大。目前,SCR催化劑有高中低溫催化劑,應(yīng)用最多的是高溫催化劑,中低溫催化劑研究較多,成果也很豐富,但是投入應(yīng)用較少�？諝忸A(yù)熱器中的煙氣溫度范圍在370-120℃左右,該煙溫既能滿足高溫催化劑的活性溫度窗口,也能滿足中低溫催化劑的活性溫度窗口�；谝陨蠁栴},提出在空氣預(yù)熱器中進(jìn)行脫硝的研究,即將脫硝和熱量回收均在空氣預(yù)熱器中進(jìn)行,這樣能夠簡(jiǎn)化電廠結(jié)構(gòu)布置、節(jié)省空間的同時(shí),也能解決因裝置脫硝系統(tǒng)所帶來的負(fù)面影響。本文針對(duì)空氣預(yù)熱器脫硝的思路主要進(jìn)行了以下探究：(1)選定回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器作為空氣預(yù)熱器脫硝的模型,可以把蓄熱元件視為基材,從而在其表面實(shí)現(xiàn)脫硝催化劑的涂覆。(2)針對(duì)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中的溫度場(chǎng)分布,采用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。將空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子部分簡(jiǎn)化為多孔介質(zhì)模型進(jìn)行計(jì)算,得出了回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中不同位置蓄熱元件溫度的變化曲線。蓄熱元件從煙氣側(cè)吸熱溫度升高及向一次風(fēng)和二次風(fēng)進(jìn)行放熱溫度降低的過程中其壁溫先呈線性升高再線性降低的趨勢(shì)變化。所研究的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱元件的溫度分布情況能夠?yàn)榇呋瘎┑倪x取涂覆提供依據(jù)。(3)針對(duì)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的蓄熱元件NF6板型的二維流動(dòng)模型進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)溫度區(qū)間的不同,高溫段蓄熱元件選取錳鈰鈦催化劑(摩爾比為Mn:Ce:Ti=40:13:100)進(jìn)行涂覆,分析催化劑涂覆厚度分別為0.05mm-0.20mm時(shí)的傳熱性能；中溫段選取錳鈰鈦催化劑(摩爾比為Mn:Ce:Ti=40：7：100)進(jìn)行涂覆,分析催化劑涂覆厚度分別為0.05mm-0.20mm時(shí)的傳熱性能；低溫段也選取錳鈰鈦催化劑(摩爾比為Mn:Ce:Ti= 40:7:100)進(jìn)行涂覆,分析催化劑涂覆厚度分別為0.05mm-0.30mm時(shí)的傳熱性能。通過對(duì)高溫段、中溫段和低溫段蓄熱元件涂覆催化劑后的傳熱性能進(jìn)行分析,可以看出催化劑的涂覆削弱了蓄熱元件的傳熱性能,但是整體的影響幅度不大。催化劑涂覆厚度均為0.20mmm時(shí),非穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)間5s時(shí)高溫段、中溫段和低溫段模型出口處平均溫度分別升高了0.06%、0.09%、0.12%。所以脫硝催化劑可以涂覆在空氣預(yù)熱器蓄熱元件的表面上實(shí)現(xiàn)脫硝和換熱一體化。(4)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器脫硝適應(yīng)性結(jié)構(gòu)調(diào)整�？諝忸A(yù)熱器的蓄熱元件表面涂覆脫硝催化劑會(huì)使得轉(zhuǎn)子的孔隙率減小,對(duì)于DU3模型當(dāng)催化劑涂覆厚度為0.10mm-0.20mm時(shí),相應(yīng)地空隙減小了3.33%-6.25%。為了實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器內(nèi)脫硝的同時(shí)也不影響其整體的換熱效率,可以通過增加蓄熱元件的整體高度(保持空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子的原有直徑大小)的方式進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于蓄熱元件的DU3模型,高溫段(催化劑涂覆厚度為0.20mm)的蓄熱元件高度應(yīng)增加7.53%左右,中溫段(催化劑涂覆厚度為0.20mm)的蓄熱元件高度應(yīng)增加8.08%左右；而對(duì)于NF6板型的低溫段(催化劑涂覆厚度為0.30mm)相應(yīng)高度應(yīng)增加13.03%左右。
【關(guān)鍵詞】：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器 脫硝催化劑 蓄熱元件 結(jié)構(gòu)調(diào)整
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM621
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 1 緒論13-25
• 1.1 研究背景意義13-15
• 1.2 火電廠常用空氣預(yù)熱器15-18
• 1.2.1 管式空氣預(yù)熱器15-16
• 1.2.2 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器16-18
• 1.3 電廠脫硝技術(shù)18-21
• 1.3.1 脫硝技術(shù)18-19
• 1.3.2 SCR脫硝技術(shù)19-20
• 1.3.3 SCR脫硝催化劑20-21
• 1.4 SCR脫硝對(duì)空氣預(yù)熱器的影響21-23
• 1.4.1 對(duì)空氣預(yù)熱器腐蝕和堵塞的影響22-23
• 1.4.2 對(duì)空氣預(yù)熱器漏風(fēng)的影響23
• 1.4.3 對(duì)空氣預(yù)熱器的蓄熱元件的影響23
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 1.5.1 本文研究意義23-24
• 1.5.2 本文主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 2 空氣預(yù)熱器脫硝模型的選定與數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)25-29
• 2.1 空氣預(yù)熱器脫硝模型的選定25-26
• 2.2 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器中脫硝的優(yōu)勢(shì)26-27
• 2.3 數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)27-29
• 2.3.1 離散化簡(jiǎn)述27-28
• 2.3.2 Fluent模擬流程28-29
• 3 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的溫度分布29-41
• 3.1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器溫度場(chǎng)的研究方法29-30
• 3.2 多孔介質(zhì)模型30-33
• 3.2.1 多孔介質(zhì)的特性30-32
• 3.2.2 多孔介質(zhì)非熱平衡計(jì)算32-33
• 3.3 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的數(shù)值模擬過程33-35
• 3.3.1 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器模型假設(shè)與簡(jiǎn)化33-34
• 3.3.2 邊界條件設(shè)置34-35
• 3.3.3 物性參數(shù)的設(shè)置35
• 3.3.4 非穩(wěn)態(tài)迭代計(jì)算35
• 3.4 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器數(shù)值模擬結(jié)果分析35-39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 4 脫硝催化劑對(duì)蓄熱元件傳熱的影響41-61
• 4.1 蓄熱元件結(jié)構(gòu)41-42
• 4.2 蓄熱元件數(shù)值模擬過程42-45
• 4.2.1 蓄熱元件模型假設(shè)與簡(jiǎn)化42-43
• 4.2.2 蓄熱元件內(nèi)的流動(dòng)分析43-44
• 4.2.3 數(shù)值模擬過程的設(shè)置44-45
• 4.3 催化劑涂覆對(duì)于蓄熱元件傳熱性能的影響45-58
• 4.3.1 高溫段蓄熱元件45-54
• 4.3.2 中溫段蓄熱元件54-56
• 4.3.3 低溫段蓄熱元件56-58
• 4.4 本章小結(jié)58-61
• 5 脫硝空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)調(diào)整61-69
• 5.1 蓄熱元件催化劑涂覆對(duì)于空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)的影響61-62
• 5.2 回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)調(diào)整62-67
• 5.2.1 增加蓄熱元件高度62-66
• 5.2.2 增大轉(zhuǎn)子直徑66-67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 6 全文總結(jié)69-71
• 附錄71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 附件78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張啟;金小峰;王恩祿;蔡明坤;;回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器蓄熱元件傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究[J];鍋爐技術(shù);2011年03期

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3 趙全中;田雁冰;;火電廠煙氣脫硝技術(shù)介紹[J];內(nèi)蒙古電力技術(shù);2008年04期

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1 劉亮;容克式預(yù)熱器計(jì)算和選型比較研究[D];上海交通大學(xué);2011年

2 張啟;回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算及漏風(fēng)研究[D];上海交通大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：1007833