本文選題：焚燒爐　切入點：氮氧化物　出處：《華東理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氮氧化物是大氣的主要污染物之一,對環(huán)境危害極大。垃圾焚燒爐排放的尾氣中含有氮氧化物。隨著我國對氮氧化物排放的管控力度加大,排放標(biāo)準(zhǔn)提高,如何有效地控制爐排式垃圾焚燒爐氮氧化物的排放是一個重要問題。在現(xiàn)有的NOx控制技術(shù)中,選擇性非催化還原(SNCR)工藝因其經(jīng)濟(jì)型和有效性而應(yīng)用在垃圾焚燒爐煙氣處理。但是,由于SNCR反應(yīng)溫度窗口具有嚴(yán)格要求,在垃圾焚燒爐實際運行中存在脫硝效率低等問題,如何改善垃圾焚燒爐燃燒狀況,控制爐內(nèi)溫度分布,優(yōu)化SNCR系統(tǒng)運行是實際運行中亟待解決的問題。本文采用數(shù)值模擬方法,利用計算流體力學(xué)軟件對某城市日處理量750t的爐排式垃圾焚燒爐進(jìn)行建模計算,根據(jù)模擬結(jié)果對垃圾焚燒爐內(nèi)SNCR系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。本文研究包括以下方面：1.建立焚燒爐的燃燒模型,通過FLIC程序與商業(yè)軟件FLUENT結(jié)合,模擬垃圾焚燒爐內(nèi)燃燒的過程。具體地,就是利用FLIC程序模擬爐排上燃燒過程；得到床層表面煙氣的相關(guān)數(shù)據(jù),以此作為FLUENT模擬爐膛燃燒的入口邊界條件,模擬計算得到焚燒爐內(nèi)溫度場、濃度場及流場的分布情況。2.在垃圾燃燒模擬的基礎(chǔ)上建立焚燒爐SNCR脫硝反應(yīng)模型,采用簡化的SNCR反應(yīng)機(jī)理模擬焚燒爐內(nèi)SNCR還原反應(yīng),考察不同工藝參數(shù)對SNCR運行的影響。根據(jù)模擬計算結(jié)果,對工藝參數(shù)優(yōu)化組合,確定焚燒爐SNCR系統(tǒng)的最佳運行條件。3.通過對焚燒爐二次風(fēng)噴射對爐內(nèi)燃燒及SNCR脫硝的影響分析,探索二次風(fēng)噴射角度變化,使?fàn)t內(nèi)溫度分布更加均勻,脫硝效率得到提高。4.以某地垃圾焚燒爐為例,應(yīng)用以上模型,模擬分析焚燒爐燃燒室結(jié)構(gòu)對爐內(nèi)結(jié)焦的影響。研究結(jié)果表明：垃圾熱值的變化會對焚燒爐內(nèi)燃燒狀況產(chǎn)生影響,垃圾熱值下降導(dǎo)致爐內(nèi)輻射強(qiáng)度降低,導(dǎo)致爐排著火相對滯后,燃燒不充分。通過對SNCR系統(tǒng)工藝參數(shù)影響的分析,最終確定當(dāng)霧化角45°,50m/s噴射速度,NSR=I.5,在Rosin-Rammler粒徑分布的條件下,位于前墻上的兩個噴嘴的組合為SNCR系統(tǒng)的最佳運行條件。通過對二次風(fēng)噴嘴角度的調(diào)整,設(shè)計了合理的二次風(fēng)噴射,能夠使焚燒爐內(nèi)溫度分布均勻,脫硝效率最大可提高近20%。數(shù)值模擬計算結(jié)果表明,垃圾焚燒爐中間隔板的設(shè)計有助于低質(zhì)垃圾爐內(nèi)燃燒的進(jìn)行,中間隔板的設(shè)計是影響爐內(nèi)結(jié)焦的主要原因。
[Abstract]:Nitrogen oxide is one of the main pollutants in the atmosphere, which is harmful to the environment. There is no oxide in the tail gas of waste incinerator. It is an important problem how to effectively control the nitrogen oxide emission from the grate type waste incinerator. In the existing NOx control technology, The selective non-catalytic reduction (SNCR) process has been used in flue gas treatment of waste incinerators due to its economic efficiency and efficiency. However, due to the strict requirements of the SNCR reaction temperature window, there are some problems such as low denitrification efficiency in the actual operation of the MSW incinerators. How to improve the combustion condition of MSW incinerator, how to control the temperature distribution in the furnace and how to optimize the operation of SNCR system are the problems to be solved urgently in actual operation. By using the computational fluid dynamics software, the waste incinerator with a daily treatment capacity of 750 tons per day in a certain city is modeled and calculated. According to the simulation results, the paper provides a reference for the optimization design of SNCR system in MSW incinerator. The research includes the following aspects: 1. Establish the combustion model of incinerator, and combine it with commercial software FLUENT through FLIC program. To simulate the combustion process in the MSW incinerator. Specifically, the combustion process on the grate is simulated by using the FLIC program, and the relevant data of flue gas on the bed surface are obtained as the inlet boundary conditions for the FLUENT to simulate the furnace combustion. The distribution of temperature field, concentration field and flow field in incinerator was obtained by simulation. 2. Based on the simulation of MSW combustion, the SNCR denitrification reaction model of incinerator was established, and the SNCR reduction reaction in incinerator was simulated by simplified SNCR reaction mechanism. The effects of different process parameters on the operation of SNCR were investigated. According to the results of simulation and optimization of process parameters, the optimum operating conditions of SNCR system of incinerator were determined. 3. The effect of secondary air injection on combustion and SNCR denitrification in incinerator was analyzed. The change of the angle of secondary air injection is explored to make the temperature distribution in the furnace more uniform and the denitrification efficiency improved .4.With a waste incinerator in a certain place as an example, the above model is applied. The influence of combustor structure on coking in incinerator is simulated and analyzed. The results show that the change of waste calorific value will affect the combustion state in incinerator, and the decrease of waste calorific value will decrease the radiation intensity in incinerator. By analyzing the influence of process parameters of SNCR system, it is determined that when the atomization angle is 45 擄~ 50 m / s and the injection velocity is 45 擄~ (50) m / s ~ (-1), under the condition of Rosin-Rammler particle size distribution, the ignition of the grate is relatively delayed and the combustion is not sufficient. The combination of the two nozzles on the front wall is the best operating condition for the SNCR system. By adjusting the angle of the secondary air nozzle, a reasonable secondary air jet is designed, which can make the temperature distribution in the incinerator uniform. The results of numerical simulation show that the design of intermediate combustor of MSW incinerator is helpful to the combustion of low-quality MSW, and the design of intermediate partition is the main reason that affects the coking in the furnace.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X705

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本文編號：1602376