【摘要】：目前我國(guó)對(duì)燃煤電站氮氧化物的排放控制要求日益嚴(yán)格，選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR）煙氣脫硝法是一種高效、成熟的技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外電廠污染物控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在SCR反應(yīng)系統(tǒng)中，流場(chǎng)的速度分布和還原劑與煙氣的混合均勻性直接決定著氮氧化物的脫除效率。本文采用CFD數(shù)值模擬及物理模型實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)某電廠200MW機(jī)組SCR脫硝工程反應(yīng)系統(tǒng)的流場(chǎng)進(jìn)行研究，并提出了優(yōu)化方案。 本文首先針對(duì)不同特點(diǎn)、不同結(jié)構(gòu)的SCR反應(yīng)器的導(dǎo)流裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。之后，對(duì)某電廠SCR反應(yīng)系統(tǒng)的初始流場(chǎng)進(jìn)行了模擬，分析了初始流場(chǎng)存在的缺陷。在此基礎(chǔ)上，在煙道和反應(yīng)器主體加設(shè)導(dǎo)流板組及整流格柵等裝置優(yōu)化速度場(chǎng)。根據(jù)反應(yīng)器煙道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)噴氨格柵（AIG），以到達(dá)氨氣與煙氣充分混合的目的。在充分考慮系統(tǒng)壓損及煙道安裝空間后，加設(shè)靜態(tài)混合器可進(jìn)一步提高氨氮摩爾比的均勻程度。本文設(shè)計(jì)了一種新型靜態(tài)混合器，并分別從尺寸大小、傾斜角度、安裝位置三個(gè)方面進(jìn)行研究，得出一種壓損最小，擾流效果最強(qiáng)的設(shè)計(jì)方案。 為確保數(shù)值模擬的正確性，根據(jù)相似原理，搭建冷態(tài)物理模型進(jìn)行驗(yàn)證，并重點(diǎn)關(guān)注了飛灰的沉積情況。本文采用二氧化碳作為示蹤氣體，，模擬氨氣與煙氣混合效果；采用打孔鋼板模擬催化劑層產(chǎn)生系統(tǒng)壓損；采用面粉代替鍋爐飛灰。對(duì)物理模型的速度場(chǎng)和濃度場(chǎng)以及煙氣入射角、系統(tǒng)壓損等進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，從而完善了數(shù)值模擬的結(jié)果，提出可運(yùn)用于工程實(shí)踐的設(shè)計(jì)方案。
[Abstract]:At present, the emission control requirements of nitrogen oxides from coal-fired power stations are increasingly stringent. Selective catalytic reduction of (Selective Catalytic Reduction,SCR (selective catalytic reduction) flue gas denitrification is an efficient and mature technology, which has been widely used in the field of power plant pollutant control at home and abroad. In the SCR reaction system, the velocity distribution of the flow field and the homogeneity of the mixture of reducing agent and flue gas directly determine the removal efficiency of nitrogen oxides. In this paper, CFD numerical simulation and physical model experiments are used to study the flow field of the SCR denitrification engineering reaction system of a 200MW unit in a power plant, and an optimized scheme is put forward. In this paper, the main points of design of diversion device for SCR reactor with different characteristics and different structures are summarized. Then, the initial flow field of SCR reaction system in a power plant is simulated, and the defects of the initial flow field are analyzed. On this basis, the flow guide plate and rectifier grid are added to the flue and reactor body to optimize the velocity field. The ammonia grille (AIG), was designed according to the flue structure of the reactor to achieve the purpose of fully mixing ammonia gas and flue gas. After considering the pressure loss of the system and the installation space of flue, the uniformity of ammonia nitrogen molar ratio can be further improved by adding static mixer. In this paper, a new static mixer is designed and studied from three aspects: size, inclination angle and installation position. A design scheme with minimum pressure loss and the strongest scrambling effect is obtained. In order to ensure the correctness of the numerical simulation, a cold physical model was built to verify the similarity principle, and the deposition of fly ash was focused on. In this paper, carbon dioxide is used as tracer gas to simulate the mixing effect of ammonia gas and flue gas; perforated steel plate is used to simulate the pressure loss of catalyst layer; flour is used instead of boiler fly ash. The velocity field and concentration field of the physical model as well as the incident angle of flue gas and the pressure loss of the system are measured. The results of the numerical simulation are perfected and the design scheme which can be used in engineering practice is put forward.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X773

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本文編號(hào)：2410324