本文關(guān)鍵詞：基于模擬的火電廠SCR法煙氣脫硝流場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：我國(guó)因燃煤排放的污染物而導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題日益突出。其中,氮氧化物(NOx)是近年來(lái)被廣為關(guān)注的主要大氣污染物之一。我國(guó)有65%左右的NOx是由于火電廠煤粉燃燒所產(chǎn)生的,有效地控制NOx的生成與排放已成為一個(gè)刻不容緩的任務(wù)。因此,積極研發(fā)高效低成本的脫硝技術(shù),以滿足越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)保要求,具有重要意義。SCR法脫硝裝置對(duì)反應(yīng)器入口煙氣流場(chǎng)分布有較為嚴(yán)格的要求,特別是脫硝效率超過(guò)80%時(shí),煙氣流場(chǎng)分布要求更為嚴(yán)格。工程設(shè)計(jì)中常由于現(xiàn)場(chǎng)空間等因素的限制,SCR反應(yīng)器及入出口煙道布置困難,使反應(yīng)器入口煙氣流場(chǎng)分布偏差較大,導(dǎo)致催化劑出口NOx和NH3的濃度場(chǎng)不均勻,出現(xiàn)部分區(qū)域NOx含量很低而NH3逃逸量很大,或部分區(qū)域NH3逃逸較少但NOx含量較高的情況,這會(huì)影響系統(tǒng)總體的脫硝效果并給系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大的危害。對(duì)于SCR法煙氣脫硝工程設(shè)計(jì),采用流場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)研究,改善煙氣均勻度,提升脫硝效率和降低氨的逃逸很有必要。基于以上原因,本論文工作以SCR煙氣脫硝技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo),課題采用ANSYS軟件包模擬研究了SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)的流體流動(dòng)特性,研究?jī)?nèi)容主要包括確定流動(dòng)紊亂區(qū)域位置、確定導(dǎo)流板和整流裝置位置及其結(jié)構(gòu)尺寸,進(jìn)而計(jì)算各種運(yùn)行條件下(100%BMCR、75%THA和50%THA)系統(tǒng)內(nèi)速度場(chǎng)及濃度場(chǎng)的分布及壓力損失情況。通過(guò)數(shù)值模擬反復(fù)優(yōu)化導(dǎo)流葉片的形狀及位置,最終提出滿足現(xiàn)有技術(shù)指標(biāo)要求的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)。搭建了1:12的物理模型試驗(yàn)臺(tái),分別完成了SCR脫硝系統(tǒng)煙花示蹤試驗(yàn)、壓損測(cè)試試驗(yàn)、玻璃微珠模擬飛灰氣固兩相特性試驗(yàn)和飛灰沉積特性試驗(yàn)等。最后,通過(guò)分別完成10%BMCR、75%BMCR和50%BMCR工況下物理模型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與ANSYS數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析,以最終確定SCR脫硝系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)流板布置方式是合理的,并確定流向、流速、壓損、溫度等指標(biāo)的影響因素。本課題研究過(guò)程取得的主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下:(1)CFD計(jì)算和冷模實(shí)驗(yàn)的結(jié)果吻合地很好,為最終確定系統(tǒng)的優(yōu)化提供了理論依據(jù)和可能的解決方案,以確保在盡量減少壓力損失和防止系統(tǒng)堵灰的情況下,SCR裝置的最大運(yùn)行效率;(2)總結(jié)了選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化部分設(shè)計(jì)要點(diǎn)。并針對(duì)SCR反應(yīng)器仿真試驗(yàn)和CFD計(jì)算主要存在的問(wèn)題,提出了一種對(duì)反應(yīng)物不均勻性對(duì)脫硝性能的影響,并結(jié)合本文實(shí)例給出了部分的注意要點(diǎn);(3)通過(guò)數(shù)值模擬試驗(yàn)及冷態(tài)物理模型試驗(yàn)相互印證,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的正確性,通過(guò)數(shù)學(xué)模型及物理模型結(jié)果的對(duì)比,本課題取得了該火電廠SCR脫硝反應(yīng)器流場(chǎng)的結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化布置方式。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X773

【相似文獻(xiàn)】

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1 趙大軍;謝卉;高鵬;;SCR法生產(chǎn)電工用銅線坯的工藝控制[J];銅業(yè)工程;2008年04期

2 ;[J];;年期

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1 張國(guó)立;基于模擬的火電廠SCR法煙氣脫硝流場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];天津大學(xué);2015年

2 張劍;SCR法煙氣脫硝催化劑試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1216763