本文關(guān)鍵詞：SCR蜂窩狀脫硝催化劑磨損研究　出處：《浙江大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 催化劑 端面 孔壁 磨損率 數(shù)值模擬

【摘要】：催化劑是SCR脫硝技術(shù)的核心,但是受到工藝布置位置和煤質(zhì)的影響,容易造成催化劑的過度磨損,嚴(yán)重時引起催化劑坍塌,造成SCR脫硝活性下降,使用壽命縮短。因此研究SCR蜂窩狀脫硝催化劑的磨損問題,對延長催化劑的使用壽命,減少環(huán)境問題具有一定的指導(dǎo)意義。本文通過實驗和數(shù)值模擬的方法對SCR蜂窩狀脫硝催化劑的磨損性能進(jìn)行了研究,得到以下主要結(jié)果：1)采用實驗的方法,研究了煙氣流速、煙氣入射角、顆粒粒徑和濃度等關(guān)鍵因素對催化劑磨損的影響。實驗結(jié)果顯示,煙氣流速對催化劑磨損影響最大,為2.93次方關(guān)系；催化劑磨損率隨煙氣入射角的增大而增大,對端部入口附近孔壁的磨損影響最大；催化劑磨損率隨顆粒粒徑和濃度增大而增大,同時當(dāng)顆粒粒徑和濃度分別大于20gm和70g/Nm3以后,催化劑的磨損率增長減緩。2)采用數(shù)值模擬的方法,分別對催化劑端面、孔道和尾部端面的磨損率進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,催化劑端面的磨損率最大,孔道壁面次之,尾部端面最小,在v=5m/s、dp=15.96μm、α=0°、C=55g/Nm3時,端面磨損率是孔道磨損的270倍。在端面磨損中,磨損率受孔徑大小的影響較小,隨煙氣流速、煙氣入射角的增大而增大。在孔道磨損中,煙氣入射角對孔壁磨損率和磨損位置影響較大,煙氣入射角為零時,除入口外,孔道壁面的磨損主要發(fā)生在孔道中后部,隨著煙氣入射角增大,最大磨損位置逐漸轉(zhuǎn)向催化劑前部。其次,尾部端面的磨損非常小,約為端面磨損率的萬分之一。最后探討了催化劑孔徑大小、整流裝置布置間距、孔道堵塞對催化劑磨損的影響。結(jié)果表明,孔壁磨損率與催化劑孔徑呈反比；當(dāng)整流裝置布置間距逐漸增大時,催化劑端面磨損率由零逐漸增大,直到穩(wěn)定,而孔壁磨損率是由最大值,逐漸減小至穩(wěn)定,達(dá)到穩(wěn)定的間距值是150mm；當(dāng)催化劑孔道堵塞時,在模擬工況下,堵塞后的催化劑孔壁磨損率為未堵塞時的1.72倍左右,對催化劑端面磨損影響不大。3)催化劑磨損主要發(fā)生在催化劑端部和孔壁,因此高塵條件下,要提高催化劑的耐磨性必須提高這兩個部位的耐磨性。端面磨損主要通過端部硬化、降低煙氣流速、減小煙氣入射角等方面提高端面磨損強度；孔壁磨損可以通過增大催化劑孔徑來提高孔壁磨損強度。此外工程中的磨損主要是因為煙氣和粉塵濃度不均勻引起的局部催化劑磨損,因此在催化劑選型之后需對流場進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計�；谶@些研究,對水泥窯中試試驗臺進(jìn)行了催化劑選型設(shè)計和反應(yīng)器流場優(yōu)化設(shè)計,目前項目已建成進(jìn)入調(diào)試階段。
[Abstract]:Catalyst is the core of SCR denitration technology, but it is easy to cause excessive wear of catalyst due to the influence of process layout location and coal quality. It seriously causes catalyst collapse, resulting in reduced activity of SCR denitrification and shortened service life. Therefore, the study of the wear of SCR honeycomb denitrification catalyst has a certain guiding significance for prolonging the service life of the catalyst and reducing the environmental problems. The paper uses the method of experiment and numerical simulation to study the wear properties of SCR honeycomb denitration catalyst, the main results are as follows: 1) using the method of experiment, study the key factors influencing the velocity of flue gas, flue gas incident angle, particle size and concentration of catalyst wear. The experimental results show that the maximum velocity of flue gas effect on catalyst wear, 2.93 Times Square; catalyst wear rate with increasing flue gas incident angle increases, the greatest impact on the end near the entrance of the hole wall wear; wear rate with the catalyst particle size and particle concentration increases, and when the particle size and particle concentration were greater than 20GM and 70g/Nm3, the wear rate of the catalyst growth slowed. 2) by the method of numerical simulation, respectively wear on the face, catalyst pore and tail end rate were studied. The results show that the wear rate of the catalyst surface, the pore wall of the tail end of the smallest, in v=5m/s, dp=15.96 m, =0 0, C=55g/Nm3 alpha, surface wear rate is 270 times pore wear. In the end face wear, the wear rate is less influenced by the size of the pore size, and increases with the increase of the velocity of smoke and the incidence of the incident angle of the flue gas. In the channel wear, the incidence angle of flue gas has great influence on the wear rate and wear location of the hole wall. When the smoke angle is zero, the wear of the main channel takes place in the back part of the channel besides the entry. With the increase of the smoke angle, the maximum wear position gradually turns to the front part of the catalyst. Secondly, the wear of the end face is very small, about 1/10000 of the end face wear rate. Finally, the influence of the size of the catalyst, the spacing of the rectifying device and the clogging of the channel on the wear of the catalyst was discussed. The results show that the wear rate of hole wall and the pore size is inversely proportional to the distance; when layout of rectifying device increases gradually, the catalyst surface wear rate increased gradually, from zero until stable, and the hole wall wear rate is determined by the maximum value decreases to a stable, stable spacing value is 150mm; when the catalyst pore blockage, in the simulated condition of catalyst pore wall after the blockage of the wear rate is about 1.72 times of that without clogging, the catalyst surface wear little effect. 3) the catalyst wear mainly occurs at the catalyst end and the hole wall. Therefore, in order to improve the wear resistance of the catalyst, the wear resistance of these two parts must be improved under high dust condition. The surface wear is mainly through the end hardening, reducing the flow rate of flue gas and reducing the incidence angle of smoke. The surface wear can increase the pore wall wear strength by increasing the pore size of the catalyst. Besides, the wear in engineering is mainly due to the local catalyst wear caused by the uneven concentration of flue gas and dust. Therefore, the flow field needs to be optimized after catalyst selection. Based on these studies, the catalyst selection design and the optimization design of the reactor flow field are carried out for the test platform in the cement kiln, and the project has already been completed into the commissioning stage.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X701

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本文編號：1343253