尿素熱解耦合SCR煙氣脫硝實驗及數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2017-06-13 22:10
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【摘要】:氮氧化物NOx是一種大氣污染物,可以造成酸雨,光化學煙霧,破壞同溫層的臭氧層和對人體產(chǎn)生危害等。燃煤電廠是氮氧化物排放的主要來源之一,其排放的NOx成分中包含95%的NO和5%的NO2。隨著環(huán)保政策的日益嚴格,尋求高效且經(jīng)濟的燃煤電廠NO控制技術(shù)迫切重要。 首先,本文采用柱塞流模型,進行了常規(guī)SNCR的模擬研究。研究了溫度,氨氮比,停留時間,氧量等對SNCR過程影響。進一步分析了SNCR過程中尿素熱解產(chǎn)物NH3和HNCO的歷程,低溫下HNCO較穩(wěn)定,較高的溫度下HNCO參與反應生成N20,表明選取合適的溫度區(qū)間及停留時間,可以有效控制氨逃逸濃度及N20的生成。 其次,研究了尿素熱解耦合SCR煙氣脫硝系統(tǒng)在125MW四角切圓燃煤鍋爐上的應用,該耦合系統(tǒng)的良好設計促進了NO和NH3在SCR反應器入口前的均勻分布,實驗結(jié)果表明可以有效提升SCR反應的性能。在鍋爐不同負荷下,1.2t/h的15%濃度的尿素溶液噴入爐膛內(nèi),該耦合系統(tǒng)可以達到85%以上的脫硝率,氨逃逸濃度小于5ppm。在100MW和125MW負荷下,研究了尿素溶液流量的影響,結(jié)果表明尿素溶液最佳流量為1.2t/h,可將NO濃度排放控制在4Oppm以下。實際運行表明,尿素熱解耦合系統(tǒng)是穩(wěn)定,高效和經(jīng)濟的煙氣脫硝方法。 最后,對300MW燃煤鍋爐SCR反應器采用數(shù)值模擬計算進行了優(yōu)化,獲得了最終方案導流板的形式和布置位置,第一層催化劑入口處煙氣速度偏差為5.84%,氨濃度分布偏差3.79%,SCR脫硝率為83%,氨逃逸濃度1.6ppm。按照1:15的比例搭建了冷態(tài)模型實驗臺,模型實驗結(jié)果數(shù)值模擬吻合良好,為實際的SCR工程項目提供設計指導。
【關(guān)鍵詞】:氮氧化物 化學動力學計算 選擇性非催化還原 尿素熱解 選擇性催化還原 數(shù)值模擬 冷模實驗
【學位授予單位】:浙江大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:X773
【目錄】:
- 致謝5-6
- 摘要6-7
- Abstract7-9
- 目錄9-11
- 第1章 緒論11-30
- 1.1 課題背景11-15
- 1.2 燃煤電站鍋爐NO_X產(chǎn)生機理及其影響因素15-18
- 1.2.1 熱力型NO_X產(chǎn)生機理及影響因素15-16
- 1.2.2 快速型NO_X產(chǎn)生機理及影響因素16-17
- 1.2.3 燃料型NO_X產(chǎn)生機理及影響因素17-18
- 1.3 燃煤電站鍋爐NO_X控制技術(shù)及經(jīng)濟性分析18-28
- 1.3.1 低氮燃燒技術(shù)簡介19-20
- 1.3.2 SNCR煙氣脫硝技術(shù)簡介20-22
- 1.3.3 SCR煙氣脫硝技術(shù)簡介22-24
- 1.3.4 尿素熱解耦合SCR煙氣脫硝技術(shù)簡介24-26
- 1.3.5 電廠煙氣脫硝技術(shù)經(jīng)濟性分析26-28
- 1.4 論文主要研究內(nèi)容28-30
- 第2章 選擇性非催化還原反應過程化學動力學模擬30-48
- 2.1 選擇性非催化還原反應機理研究現(xiàn)狀30-32
- 2.2 化學動力學計算軟件Chemkin及柱塞流反應器介紹32-35
- 2.3 模擬結(jié)果及分析35-46
- 2.3.1 溫度及氨氮比NSR的影響35-37
- 2.3.2 氧量濃度的影響37-38
- 2.3.3 停留時間的影響38-39
- 2.3.4 氨逃逸及HNCO反應歷程39-46
- 2.3.5 NO_XOUT過程中N_2O的生成量46
- 2.4 模擬計算說明46-47
- 2.5 本章小結(jié)47-48
- 第3章 瑞明電廠125MW鍋爐尿素熱解耦合SCR系統(tǒng)實驗研究48-71
- 3.1 引言48
- 3.2 尿素熱解耦合SCR系統(tǒng)介紹48-53
- 3.3 實驗方法介紹53-54
- 3.4 實驗結(jié)果及分析54-69
- 3.5 本章小結(jié)69-71
- 第4章 300MW燃煤電廠鍋爐SCR反應器數(shù)值模擬研究71-92
- 4.1 引言71
- 4.2 工程項目概述71-74
- 4.3 研究方法74-76
- 4.4 煙道無導流板SCR反應器數(shù)值模擬76-80
- 4.4.1 模型及網(wǎng)格劃分76-77
- 4.4.2 計算結(jié)果及分析77-80
- 4.5 初步布置導流板及優(yōu)化設計80-83
- 4.6 最終導流板布置SCR數(shù)值模擬結(jié)果及分析83-87
- 4.7 空預器入口前速度優(yōu)化87-90
- 4.8 本章小結(jié)90-92
- 第5章 300MW燃煤電廠鍋爐SCR反應器物理模型實驗92-104
- 5.1 引言92-93
- 5.2 冷態(tài)實驗裝置及工況93-95
- 5.3 實驗測點及儀器設備95-98
- 5.4 冷態(tài)模型實驗結(jié)果98-103
- 5.4.1 速度分布測量98-101
- 5.4.2 壓力測量結(jié)果101-102
- 5.4.3 示蹤氣體CO濃度測量102-103
- 5.5 冷態(tài)模型實驗結(jié)論103
- 5.6 本章小結(jié)103-104
- 第6章 全文總結(jié)和工作展望104-108
- 6.1 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論104-106
- 6.2 本文主要創(chuàng)新點106
- 6.3 本文的不足和下一步工作展望106-108
- 參考文獻108-113
【參考文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條
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6 吳阿峰;李明偉;黃濤;譚燦q
本文編號:447737
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