SCR脱硝系统烟道气动流场数值研究

摘要

近年来，随着火电行业“超低”排放概念再次热议，氮氧化物排放要求得到了进一步提高。SCR脱硝技术由于脱硝效率高、技术成熟等优点，一直是控制NOx排放的主要选择。
　　本文以某300MW燃煤机组SCR脱硝烟道内部烟气的流动问题为研究对象，采用Fluent软件对原始设计模型进行了气动流场数值模拟。在分析得出原型烟气分布规律的前提下，结合烟气流动特性以及压力损失变化，首先研究了扩张流道导流板与倾斜流道扰流管对喷氨系统以及反应器内速度场的影响。其次，根据喷氨混合系统存在的缺陷，通过增大涡流混合器直径、倾斜角度以及改变喷嘴位置等措施，有针对性地对原型进行了改进，优化了烟道内氨与烟气的浓度分布。最后，综合上述方案，获得速度和浓度均匀性均满足工程要求的最终优化方案。
　　结果表明:原型流场的速度和浓度均匀性较差。增加导流板改善了扩张流道内的烟气流动，均化了速度和NH3/NO分布。扰流管改变了烟气贴壁流动规律，消除了催化剂入口速度分布不均现象，并且对压力损失和浓度均匀性影响很小。适当增加涡流混合器直径和倾斜角度可以明显增强喷氨系统氨氮的湍流掺混，结合喷嘴位置调整，明显优化了反应器内的浓度均匀性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 SCR脱硝介绍

1．2．1 SCR化学反应原理

1．2．2 SCR反应器布置方式

1．2．3 SCR脱硝效率影响因素

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 论文研究内容

第2章 SCR脱硝系统数值模拟方法

2．1 烟道模型与网格划分

2．1．1 几何建模

2．1．2 网格划分

2．2 SCR脱硝数值模型选取

2．2．1 基本方程

2．2．2 湍流模型

2．2．3 组分输运模型

2．2．4 多孔介质模型

2．2．5 本文边界条件设定

2．3 均匀性判定方法

2．4 网格无关性验证

2．5 本章小节

第3章 气动速度场分析

3．1 引言

3．2 不同烟气速度下速度场分析

3．3 扩张流道导流板对速度场影响

3．3．1 导流板布置

3．3．2 计算结果分析

3．4 倾斜流道扰流管对速度均匀性影响

3．4．1 扰流管布置

3．4．2 计算结果分析

3．5 本章小节

第4章 喷氨浓度场分析

4．1 引言

4．2 不同烟气速度下浓度场分析

4．3 扩张流道导流板对氨氮混合影响

4．4 涡流混合器几何参数对氨氮混合影响

4．4．1 涡流混合器布置

4．4．2 涡流混合器位置影响分析

4．4．3 涡流混合器角度影响分析

4．4．4 涡流混合器直径影响分析

4．5 氨喷嘴位置对氨氮混合影响

4．6 本章小节

第5章 综合优化结果

5．1 引言

5．2 计算结果分析

5．3 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢