300MW燃煤机组SCR脱硝系统优化及数值模拟
选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝是工业NOx治理最佳技术，脱氮效率高，运行可靠。火电厂节能减排工程中将大力推广SCR脱硝以达到严格的氮排放标准，脱硝系统的烟道和反应器内流场特性对脱硝效率和运行安全性至关重要。本文对SCR脱硝工艺的烟道系统结构、流动特性和催化还原反应进行了深入理论分析和数值模拟的研究，不仅能够给烟道系统的流场优化、脱除效率的提高等作为理论基础，而且为实际工程应用中系统的几何结构设计提供参考。
以300MW火电机组脱硝增设SCR系统为研究对象，设计300MW机组SCR脱硝工艺流程和系统。利用Fluent6.3.26数值模拟软件，首先对前部烟道系统流场进行计算研究，分析整体的速度场、压力场和氨浓度分布等，模拟发现空烟道流场的偏转主要发生在变截面和拐角处，考虑在合适位置进行初步加装导流装置。
结果表明，系统的流场得到明显的改善优化，催化剂上游的烟气速度偏差由16.1％降为1.6％，流向偏转角度由40°降为4°，NH3/NOx摩尔比由20.5％降为8.3％，但仍超出目标范围，且由于空烟道内增加了导流装置，造成了系统压降的升高;在分析初步增设导流板流场的基础上，对省煤器扩口处的导板布置进行改进，同时调节喷氨流量，结果发现，能够较好的改善烟气与还原剂的混合，使到达反应器第一层催化剂的场分布均匀，速度偏差为1.4％，NH3/NOx摩尔比进一步降低为4.82％，满足CFD研究最低工程标准，同时系统压降符合运行要求。其次运用有限速率模型对反应器催化剂层的化学反应模拟计算，得到相应工况下系统的脱硝率、氨逃逸等，最终得到较为合理的技术方案。
氮氧化物;选择性催化还原脱硝;数值模拟;流场优化;燃煤机组
华北水利水电大学
硕士
动力工程
王为术
2013
中文
X701;X773
82
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）