330MW机组SCR脱硝系统设计及其流动特性研究

摘要

燃煤电厂排放的SO2、NOx以及烟尘等污染物是形成PM2.5的重要前体物，超净排放技术大规模的工程化应用将进一步拓宽清洁能源技术的范围，为火力发电的生存与发展提供了一种新途径。对于大型燃煤火电厂的氮氧化物超低排放技术，目前主要是通过实施低NOx燃烧器和SCR技术为基础的脱硝技术路线。而如果保证NOx排放浓度不高于50mg/Nm3，保证SCR烟气脱硝的高效稳定运行是关键。而保证反应器内烟速和烟温分布均匀、还原剂与烟气完全混合是成功实施SCR脱硝的关键。
　　基于此，本文首先对一台330MW机组的SCR脱硝系统进行设计。然后建立数学模型，对SCR脱硝系统的流动混合特性进行数值模拟研究。计算结果表明，通过在SCR系统的烟道、反应器内合理增加导流板，BMCR工况下 SCR反应器内第一层催化剂入口处的速度分布均匀（标准偏差为11.99%），烟气入射催化剂角度小（7.45o）；氨气混入充分（氨浓度分布标准偏差为2.21%），温度变化在±2.7℃以内，脱硝系统的压力损失较小（729Pa），说明SCR反应器、导流板、喷氨格栅、静态混合器等关键部件设计合理，为深度脱除NOx奠定了坚实的基础。
　　最后通过模化计算建立冷态模化试验装置，对SCR烟道和反应器内的流动混合特性进行研究。试验结果表明，BMCR工况和30%BMCR下，第一层催化剂入口处速度分布、烟气入射催化剂角度、还原剂浓度分布、脱硝系统压力损失，都与计算结果符合较好，进一步说明SCR脱硝系统设计合理，同时也表明本文对SCR脱硝系统建立的数学模型合理可信。本文的研究结果可为今后类似产品的设计提供参考。

目录

第1章 绪 论

1.1课题的研究意义

1.2 国内外课题研究现状

1.3本论文研究的主要内容

第2章 SCR脱硝工艺系统主要设备的设计

2.1气象条件

2.2设计基础数据及原则

2.3 SCR脱硝系统的性能指标

2.4 SCR脱硝的基本工作原理及系统简述

2.5 SCR脱硝系统设备

2.6本章小结

第3章 SCR系统烟道和反应器内流动特性的数值模拟研究

3.1流动特性研究范围及内容

3.2 CFD研究方法

3.3速度场特性分析

3.4氨浓度分布特性分析

3.5压力特性分析

3.6温度场特性分析

3.7 结果对比

3.8本章小结

第4章 SCR系统烟道和反应器内流动特性的冷态模化试验研究

4.1冷态模化模型的建立依据

4.2测试结果分析

4.3本章小结

结论

参考文献

附录

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致谢

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