選擇性催化還原法(SCR)是目前世界各國應用最多、成熟且高效的一種煙氣脫硝技術(shù),具有氮氧化物脫除效率高,脫除效率可達90%以上,氮氧化物出口濃度可降低至50mg/Nm³以下;二次污染小,SCR的基本原理是利用還原劑將NO_x還原為無毒無害的N₂和H₂O,整個工藝產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)很少;應用廣泛,SCR煙氣脫硝技術(shù)已在發(fā)達國家得到較多應用等優(yōu)點。但是由于系統(tǒng)復雜,其脫除效率受包括流場分布、氨氣濃度分布、反應溫度、反應時間以及催化劑性能等諸多因素影響等。在經(jīng)過大量的文案研究和現(xiàn)場調(diào)研工作后發(fā)現(xiàn),反應器的主體形式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)對SCR系統(tǒng)綜合性能具有較大影響,反應器的設計和優(yōu)化是決定SCR工程項目成敗的重要因素。計算流體力學(CFD)流場模擬或物理模型測試研究是反應器的設計和優(yōu)化的重要手段,藉此可獲得滿足工程指標要求的反應器形式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。國內(nèi)對于SCR脫硝工藝的研究主要集中在脫硝系統(tǒng)的局部優(yōu)化,主要包括煙道與拐角,噴氨格柵及氨混合器,導流板和整流格柵等局部優(yōu)化研究,而缺少對于反應器主體形式的研究。且大多數(shù)研究...

【文章頁數(shù)】：182 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氮氧化物污染防治法律法規(guī)及標準
        1.2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量標準
        1.2.2 我國各行業(yè)NO_x的排放標準
        1.2.3 氮氧化物排放控制政策小結(jié)
    1.3 NO_x產(chǎn)生機理
        1.3.1 燃料燃燒中氮氧化物產(chǎn)生機理
        1.3.2 工業(yè)過程中氮氧化物產(chǎn)生機理
    1.4 NO_x治理技術(shù)簡述
        1.4.1 控制燃燒過程中NO_x的生成——低氮燃燒技術(shù)
        1.4.2 對生成的NO_x進行處理——煙氣脫硝技術(shù)
        1.4.3 NO_x治理技術(shù)小結(jié)
    1.5 SCR法的關(guān)鍵設備
        1.5.1 SCR法的關(guān)鍵設備——催化劑
        1.5.2 SCR法的關(guān)鍵設備——還原劑及噴氨裝置
        1.5.3 SCR法的關(guān)鍵技術(shù)——計算機模擬和物理模型模擬
    1.6 SCR脫硝工業(yè)實例現(xiàn)場調(diào)研
        1.6.1 SCR法燃煤機組實例簡介
        1.6.2 燃氣機組實例
        1.6.3 高溫SCR實例
        1.6.4 低溫實例
        1.6.5 爐窯實例
        1.6.6 其他應用
    1.7 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 SCR反應器設計與優(yōu)化研究方法
    2.1 SCR工藝技術(shù)指標
    2.2 數(shù)值模擬法(CFD)
        2.2.1 CFD模型的簡化及假設
        2.2.2 數(shù)學模型選取原則及常用模型
    2.3 物理模型
        2.3.1 幾何相似
        2.3.2 Froude數(shù)相似
第3章 傳統(tǒng)SCR反應器的設計與優(yōu)化
    3.1 傳統(tǒng)SCR反應器類型簡述
    3.2 CFD模型
        3.2.1 幾何模型概述
        3.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件
    3.3 物理模型設置
    3.4 傳統(tǒng)SCR反應器優(yōu)化方案 1
        3.4.1 流場分布
        3.4.2 氨氣濃度分布
        3.4.3 反應器其余指標研究
        3.4.4 方案1研究結(jié)論
    3.5 傳統(tǒng)SCR反應器優(yōu)化方案 2
        3.5.1 流場分布
        3.5.2 其余指標研究
        3.5.3 方案2研究結(jié)論
    3.6 傳統(tǒng)SCR反應器的設計與優(yōu)化結(jié)論
        3.6.1 反應器主體形式及內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于評價指標的影響
        3.6.2 對于SCR工藝技術(shù)指標的建議
第4章 漸擴入口段的高效SCR反應器的設計及應用
    4.1 漸擴入口段的高效SCR反應器設計簡述
        4.1.1 漸擴入口段反應器與傳統(tǒng)反應器比較
        4.1.2 設計要點簡述
        4.1.3 設計效果簡述
    4.2 CFD模型
        4.2.1 幾何模型概述
        4.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件
    4.3 漸擴入口段的SCR反應器優(yōu)化方案
        4.3.1 流場分布
        4.3.2 其余指標研究
        4.3.3 漸擴入口段反應器設計及優(yōu)化小結(jié)
第5章 低塵SCR反應器的設計與優(yōu)化
    5.1 低塵SCR反應器設計簡述
    5.2 CFD模型
        5.2.1 幾何模型概述
        5.2.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件
    5.3 低塵SCR反應器優(yōu)化方案
        5.3.1 流場分布
        5.3.2 濃度場分布
        5.3.3 溫度分布
        5.3.4 系統(tǒng)壓降
        5.3.5 低塵SCR反應器優(yōu)化小結(jié)
第6章 特殊結(jié)構(gòu)SCR反應器的優(yōu)化
    6.1 幾何模型概述
    6.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件
    6.3 優(yōu)化方案模擬結(jié)果分析
        6.3.1 Case1模擬結(jié)果分析及催化劑上游考核斷面的選取
        6.3.2 Case2模擬結(jié)果分析
        6.3.3 Case3模擬結(jié)果分析
        6.3.4 一種特殊結(jié)構(gòu)的SCR反應器優(yōu)化小結(jié)
第7章 SCR工程模擬實例簡介
    7.1 工程實例 1——某鋼鐵廠SCR工程模擬簡介
    7.2 工程實例 2——某液晶玻璃廠SCR工程模擬簡介
    7.3 工程實例 3——某焦化廠SCR工程模擬簡介
    7.4 工程實例 4——某催化劑廠SCR工程模擬簡介
第8章 結(jié)論與建議
    8.1 SCR反應器設計與優(yōu)化結(jié)論
    8.2 SCR反應器關(guān)鍵設備的研究結(jié)論
        8.2.1 AIG形式研究
        8.2.2 整流格柵形式研究
    8.3 SCR工藝技術(shù)指標建議
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果
致謝



本文編號：3781472