隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,社會用電量越來越大,而目前主要的發(fā)電方式依然是燃煤火力發(fā)電。燃煤火力發(fā)電產(chǎn)生很多大氣污染物,其中包括氮氧化物（NOx）。國家2012年實施的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）規(guī)定,目前新建及現(xiàn)有火電機組排放的NOx限值為100mg/m³。根據(jù)此標準,各大火電機組必須采用煙氣脫硝技術(shù),加裝煙氣脫硝設(shè)備,以達到國家規(guī)定的NOx排放標準。選擇性催化還原（SCR）技術(shù)是目前火電機組應(yīng)用廣泛的煙氣脫硝技術(shù),本文介紹了NOx控制技術(shù)、國內(nèi)外學(xué)者對SCR的研究現(xiàn)狀、SCR反應(yīng)原理及SCR脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。以某660MW火電機組的SCR脫硝系統(tǒng)作為研究對象,使用STAR-CCM+軟件對該SCR脫硝系統(tǒng)進行幾何建模、網(wǎng)格劃分、數(shù)值模擬與優(yōu)化。在燃煤鍋爐BMCR工況下,通過改變SCR脫硝系統(tǒng)整流格柵上方第二塊導(dǎo)流板底部與整流格柵的距離L,模擬分析L取值變化對SCR脫硝系統(tǒng)的影響。當L逐漸增大時,第一層催化劑入口水平面的速度分布標準偏差系數(shù)和第二層催化劑出口水平面的NO濃度標準偏差系數(shù)先減小后增大,且在L為250mm時取得最小值7.52%與8... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SCR脫硝系統(tǒng)的工藝流程圖

（b）波紋式催化劑 （c）板式催化劑圖 2-4 催化劑的常見類型蜂窩式催化劑的端面為蜂窩狀，多為長方體結(jié)構(gòu)，蜂窩的孔道貫穿于長方體的長度方向，通常采用標準化設(shè)計，具有模塊化、長度易于控制、相對質(zhì)量輕、比表面積大、回收利用率高等特點。蜂窩式催化劑在全球 SCR 催化劑市場具有60%以上的市場份額，其主要的供應(yīng)商為美國的 Cometech 公司、韓國 SK 公司等。波紋式催化劑通常由直板與波紋板交替疊加而成，采用陶瓷板或玻璃纖維板作為基材，浸漬燒結(jié)成型，優(yōu)點是壓降較小、比表面積大，其主要供應(yīng)商為日本的 Hitachi Zosen 公司和丹麥的 Haldor Topsoe 公司。板式催化劑采用金屬板作為金基材，浸漬燒結(jié)成型，通常使用不銹鋼材料作為載體，活性材料運載在不銹鋼材料上。具有較高的高塵環(huán)境適應(yīng)力，但其比表面積小。在全球 SCR 催化劑市場占有大約 25%的市場份額，其主要供應(yīng)商為日本的 BHK 公司和德國的 Argilon公司[53-54]。SCR 脫硝系統(tǒng)的 NOx 和氨氣的反應(yīng)，是在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑層完成的。其主要的反應(yīng)過程為：

溶解于水中，保存于儲罐中，且需要加熱儲罐，進而蒸發(fā)氨水成氨氣。商業(yè)使用的氨水通常為濃度 20%～30%的氨水，使用罐體儲存，體積大，質(zhì)量重，且蒸發(fā)過程需要消耗大量的電力。因此，綜合比較，火電廠的 SCR 脫硝系統(tǒng)通常使用液氨作為還原劑。液氨通常存放在球形或圓柱形的壓力容器內(nèi)，不同于藍色氧氣瓶，液氨儲罐通常為黃色，常見的液氨儲罐如圖 2-5 所示。經(jīng)噴嘴噴入 SCR 脫硝系統(tǒng)與煙氣混合并發(fā)生催化還原反應(yīng)的通常為氨氣而非液氨，因此，需要對液氨進行氣化。液氨儲罐內(nèi)的液氨通過出料管至氣化器，再氣化為氨氣。氨氣是一種無色、有刺激性氣味的氣體，低濃度的氨對眼睛和潮濕的皮膚能迅速產(chǎn)生刺激作用，高濃度的氨氣對眼睛有強刺激性，可引起疼痛和燒傷，且擴散到空氣中將造成空氣污染，因此，氣化后的氨氣必須與空氣進行一定程度的混合，以稀釋氨氣，通常是將氨氣的濃度控制在 5%以內(nèi)�；旌虾蟮陌睔夂涂諝獾幕旌蠚怏w通過噴嘴進入 SCR 脫硝系統(tǒng)，與煙氣在靜態(tài)混合器中充分混合，經(jīng)過管道中的導(dǎo)流板和 SCR 反應(yīng)器上方的整流格柵，進入 SCR 反應(yīng)器的催化劑層，在催化劑的催化作用下，與煙氣中的 NOx 發(fā)生催化還原反應(yīng)[56]。

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本文編號：2941868