SCR反应器入口流场均匀性模拟研究

采用Fluent软件对SCR反应器的入口部分流场进行了模拟,分析了不同导流板形式对烟气速度分布的影响。对整流格栅的画法进行了研究,分别对比了采用多孔介质模型和直接画出整流格栅两种方式,发现采用多孔介质模型所得模拟结果与实际物理场有偏差,最后选定直接画出整流格栅的方式进行模拟。对比了在流道转弯处设置不同导流板形式对流场的影响,发现当转弯处设置10块弧形等长导流板时流场分布最为均匀。     

SCR系统流场优化数值模拟研究

为提高选择性催化还原脱硝系统(SCR)的烟气气流均匀性,进而提高SCR反应器的催化效率、减少催化剂的冲蚀和损耗、提高催化剂使用寿命和提高催化反应反应物的接触程度,针对SCR反应器的流场开展数值模拟以及导流板和整流板的结构优化,基于Realizable k-ε模型和多孔介质模型,通过对全尺寸SCR反应器模型的速度场的模拟,研究导流板结构、整流板数量对于SCR脱硝系统的流场组织和气流均匀性的影响。通过模拟SCR反应器内的颗粒分布,研究飞灰颗粒对流场的影响。通过计算整流板前截面的相对速度偏差和分析不同优化方案下的SCR反应器的速度场,评估导流板和整流板的导流效果,进而确定最佳方案。结果表明:在弧形、直弧形、弧形、直弧直4种导流板方案中,直弧直形导流效果最好,这是因为弧形导流板前的水平直板和竖直直板可以更好地引导气流流动;结合反应器采用斜顶设计的几何特点,基于流场调整导流板形状与速度梯度方向相同,可以显著优化烟气的气流组织,减少转弯处的能量耗散;催化剂层前的整流板可进一步引导气流流动,极大改善气流均匀性;但过多的整流板提高近壁面处的烟气气流阻力,加剧能量耗散和速度不均匀性,反而降低整流板的整流效果。本研究整流板数量15较为合适。经过对导流板和整流板结构及数量的调整,最终可将催化剂上层的速度偏差降至6.68%,符合工业要求。针对烟气颗粒场的分析表明,飞灰颗粒主要沉积在烟道右壁面和上升通道上壁面处;同时,对颗粒沉积处必要的飞灰处理可减少烟气飞灰对于催化剂的冲蚀作用。     

中温中尘SCR烟气脱硝系统流场优化的研究

以某新型干法水泥熟料生产线的SCR脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动进行数值模拟研究。通过对比不同工况条件下烟道内烟气速度分布和第一层催化剂截面的烟气速度分布、速度相对标准偏差、入射角,研究SCR反应器内均流装置对烟气流场均匀性的影响。结果表明：在烟道和喇叭口内布置导流板对速度均匀性有显著改善作用;通过分析第一层催化剂表面的烟气分布得到在格栅处添加一层多孔板能够进一步优化烟气在催化剂表面的分布。可为水泥行业SCR系统流场优化和结构设计提供参考依据。     

栅格型导流板对SCR反应器内流场影响特性分析

基于某水泥厂环保改造项目,对SCR反应器进行设计改造,应用计算流体力学软件对SCR反应器内流场进行数值模拟研究,前期获取大量实际运行数据,通过算法验证,本文使用的模拟方法具有可靠性,与实际较为吻合。随后,在比较分析不加装导流板反应器和原反应器（内置扇形导流板及多孔整流层）内流场的基础上,进一步研究了倒V型导流板+栅格整流层和栅格型导流板对SCR反应器内流场特性的影响,结果表明：栅格型导流板能有效改善流场均匀性,并且使得进入催化剂层的烟气速度偏差大大降低。     

水泥窑SCR脱硝反应器入口烟气均流扩散的数值模拟研究

为解决上进下出布置形式的SCR反应器入口烟道内流场分布不均匀、催化剂层中心区域磨损以及靠近烟道壁面区域积灰等问题，本研究以天津振兴产能为2 000 t/d二线水泥窑的中温中尘SCR脱硝装置为研究对象进行了流场模拟及流场优化。通过Ansys fluent软件对全尺寸SCR反应器烟道内的流场分布特性进行了模拟，提出了在反应器扩张段烟道进口位置设置一组导流格栅、在扩张段烟道中间位置设置一层均布板及第二组导流格栅的流场优化方案，优化方案中导流格栅起到引导烟气扩散流动的辅助作用，均布板起到了主要的均流作用，本研究通过仿真试验的方式选取50%开孔率、60°错排圆孔、孔径60 mm作为均布板的最优参数，优化方案通过工程案例进行了可行性验证。计算结果显示优化方案对系统压损的负担较小，能有效提高烟气分布均匀性，实现催化剂入口速度分布Cv<15%的技术要求。优化改造后现场实测结果显示，催化剂入口速度分布均匀性由Cv=48.5%，优化到Cv=14.5%，系统阻力仅增加91.5 Pa，脱硝效率提高了11.2%达到86.4%。     

石膏板厂沸腾炉SCR系统烟气流场优化

采用Fluent软件对国内某3000万m2/年石膏板生产线烟气脱硝系统进行了模型建立和数值模拟,讨论结构参数对烟道内速度、温度和NH3浓度均匀性的影响,指导烟道布置方案选择.结果 显示:冷风汇人角度不能大于55°,且取55°时烟气混合程度最好;烟道直径为2 m时,其转角半径取1 m时流场最均匀;在催化剂上方布置3块导流板的流场均匀程度最好;布置整流栅格可以有效改善速度场均匀性.     

某生活垃圾焚烧发电厂SCR脱硝系统数值模拟研究

以某生活垃圾焚烧发电厂SCR脱硝系统为研究对象,针对无导流板结构、有导流板结构的SCR反应器流场进行了数值模拟计算,并进行了对比分析,可以看出,研究案例中所用的SCR反应器在设置导流板的情况下,相比无导流板结构结构,烟气流动压降略有增加,但进催化剂前的烟气速度偏差可由无导流板的47.8%降低到14.8%,氨气的浓度偏差可由无导流板结构的28.7%降低到9.7%。     

高温除尘脱硝一体化技术开发及流场模拟研究

相对于高温高尘区SCR脱硝工艺,高温低尘布置的SCR工艺在保护催化剂和空气预热器方面具有明显优势。因此提出了一种高温除尘脱硝一体化技术,将高温电袋复合除尘器和SCR脱硝反应器有机结合,对比分析了下进上出、侧进侧出和上进下出3种脱硝反应器形式,下进上出布置形式以其结构简单、经济性高等优点成为优选结构形式。以某350 MW机组为对象,采用Fluent软件对其高温除尘脱硝一体化装置开展了数值模拟研究,分析了装置内的流场分布情况,并提出了优化设计方案。结果表明,通过改进烟道结构和设计导流措施(烟道导流板、整流格栅、孔板开孔率、灰斗阻流板等)减小了烟道内涡流、改善了装置内的流场分布。优化后,喷氨入口、第一电场入口、首层催化剂入口和空预器入口的速度分布变异系数由优化前的27.1%、38.8%、17.6%、22.4%降低为12.1%、22.3%、5.5%、11.3%,首层催化剂入口的氨浓度分布变异系数和入射烟气角度由优化前的15.0%、172°降低为3.8%、5.3°,满足相关的流场技术要求,为工程设计提供可靠的指导依据。     

660MW燃煤机组SCR流场模拟优化与喷氨优化运行

以某电厂660 MW亚临界燃煤机组SCR烟气脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动以及喷氨分布均匀性进行数值模拟研究。通过对比首层催化剂前烟气速度分布及NH_3浓度分布,研究了SCR反应器内均流部件对烟气流场均匀特性的影响,并且在数值模拟的基础上对喷氨方式进行了优化调整研究。研究结果表明:优化调整烟道内均流部件对速度、浓度均匀性有显著改善作用;通过分析流场不均匀性得到的分区喷氨方法能够进一步优化NH_3在烟道中分布;现场试验验证了调节喷氨格栅阀门可降低SCR反应器出口NO_x浓度。本文研究可为燃煤机组SCR系统导流板优化及实际电厂喷氨优化调试提供参考。     

水泥厂SCR脱硝反应器入口段流场数值模拟研究

为了提高脱硝效率,必须保证SCR脱硝反应器入口段烟气流速均匀分布,使烟气和催化剂均匀接触,进而使催化效率提高。利用计算流体力学软件FLUENT对SCR脱硝反应器入口段进行数值模拟,在模拟研究空塔时烟道内流场的基础上,有针对性地设置导流板进行优化,摸索出最佳的导流板布置形式,分析烟气速度分布和氨质量分数分布情况,结果表明:导流板的加入使SCR脱硝反应器烟道流场有明显改善,烟气进入第一层催化剂前的速度相对标准偏差为8.2%,氨质量分数相对标准偏差为3.5%,均满足行业标准。     

某燃煤电厂300MW机组SCR烟气脱硝装置结构优化

SCR烟气脱硝装置中烟气流场的分布及还原剂（NH3）与NOx的混合效果对脱硝效果起着重要作用,因此,采用数值模拟技术对于初步设计的SCR烟气脱硝装置进行结构优化是目前国内外SCR烟气脱硝装置设计必不可少的一部分。本研究采用Fluent软件对某燃煤电厂300MW机组SCR烟气脱硝装置内的烟气流动、第一层催化剂入口NH3与NOx的混合和系统压降等方面进行模拟,结果表明：BMCR工况下,结构优化后的SCR烟气脱硝装置AIG上（下）游、第一层催化剂入口和装置出口截面烟气流速相对标准偏差不超过15%;第一层催化剂入口截面NH3/NOx摩尔比相对标准偏差不超过10%;第一层催化剂入口截面烟气进入最大偏差角度处于±10°范围之间;系统压降低于800Pa。合理的设计导流板能够起到抑制弯管以及变截面所引起的流场分离现象、消除大旋流的产生使烟气更加流畅地进入催化剂等作用。     

新型湿法除尘系统内气液两相流动的数值模拟

结合湿法除尘及挡板绕流技术，本文设计开发了一种带有挡板结构的新型湿法除尘系统。为探究该系统内挡板结构诱导产生的涡旋流动特性及其内部离散相运动规律，基于计算流体力学（CFD）方法，文章选用重整规划群（RNG）k-ε湍流模型数值对比了不同挡板参数下的涡旋结构、速度分布及压降情况等气相流场特性。同时利用离散相模型（DPM）分析了不同工况下喷淋液滴的运动轨迹、逃逸率及驻留时间表现。结果表明，集尘区内弓形挡板的设置可诱导产生涡旋流动，不仅能够抑制低速“流动死区”，同时还可不同程度改善喷淋液滴逃逸情况、有效延长其在装置内的驻留时间。综合考虑气相入口速度v、挡板安放角θ及喷淋液滴粒径D_p的影响，文章推导获得了液滴逃逸率的计算公式，可较为准确地预测喷淋液滴的运动情况。     

燃烧器上摆角度对四角切圆锅炉再热蒸汽温度偏差影响的数值模拟

采用燃烧器上摆和附加风上摆角度偏差设置的方法来降低锅炉烟温偏差和再热蒸汽温度偏差。对一台700 MW四角切圆燃烧锅炉不同燃烧器上摆角度条件下的炉内燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果与试验值符合较好。燃烧器上摆角度增加,炉内气流的旋转动量矩和屏区入口的残余旋转动量矩减小,水平烟道内烟气速度和温度偏差降低。附加风上摆角度的偏差设置可降低屏区入口的残余旋转动量矩,进而减小烟气速度和温度偏差。燃烧试验表明,燃烧器上摆11°和附加风上摆角度的偏差设置10°可将再热蒸汽温度偏差由20℃左右降低至4℃以下,是一种有效降低烟气和再热蒸汽温度偏差的手段。     

烟气轮机叶片间隙中FCC催化剂细粉运动规律——气相流场分布的影响

针对近年来炼厂中出现的催化裂化烟气轮机内结垢严重的问题,首先采用数值模拟方法,探讨了烟机内部气相流场的分布。模拟结果表明:在动叶片的压力面上,气相速度分布较低、水气浓度分布较大以及温度分布较高的特点,使得随烟气进入烟机的催化剂颗粒极易在叶片压力面上堆积和熔融。此外,通过采用仪器分析的方法对新鲜剂、平衡剂和垢物进行了微观形貌(SEM)与矿物组成(XRD)等分析,结果表明:烟机叶片上的结垢主要是由催化剂颗粒堆积与颗粒中某些物质生成了低熔点共熔物共同作用的结果。所得结论可为进一步研究催化剂颗粒在烟机内的流动情况和揭示结垢机理等后续工作提供理论基础。     

底隙设置挡板内循环流化床水力特性分析

针对流化床反应器中多相流体混合碰撞的复杂性、突变性的问题，以底隙设置十字形挡板反应器的水力特性改变为研究对象，采用电导法测定反应器内液体循环速度和混合时间等动力学数据及其变化，分析新型内构件的强化作用原理。研究结果发现，两相条件下，十字形挡板的设置使反应器的升流区及降流区的液体循环速度分别提高9.5%±1.0%和11.8%±1.0%，低流速时，液相混合时间变长，高流速时，混合时间反而短缩，变化范围在±5%，计算的摩擦阻力系数由4.13降低为2.75，证明了流体在反应器底部碰撞能量消耗的下降。通过全环路能量衡算得到液体循环速度模型计算参数的实验关联式，应用于三相条件，计算值与实验值误差在8%以内。表明在急剧湍流内循环流化床底部设置挡板所实现的流态有序、矢量归一的目标能有效改善反应器中流体的水力特性而使流体稳定，并进一步实现稳态运行条件下的节能。     

Separation of trace quantities of jetsam in a counter-current fluidized cascade

Data are presented on separations involving systems containing small concentrations of iron particles in sand, and of salt particles in activated carbon, in a bottom-driven 3.66 metre long fluidized cascade. At each fluidization velocity a maximum beneficiation ratio was found at a particular baffle chain velocity. The optimal baffle chain velocity increased with increasing fluidization velocity, and it was larger with 26 mm deep baffles than with 13 mm baffles. An analysis based on a theoretical model led to the conclusion that segregation kinetics are enhanced by the motion of the baffles just above the grid.     

Determination of flooding gas velocity and liquid hold-up at flooding in packed columns for gas/liquid systems

A new model of suspended bed of droplets for describing the vaour or gas the vapour or gas velocity at the flooding point in packed of columns for rectification and absorption under vacuum and normal pressure is presented metallic, ceramic and plastic packings with diameters of 8–90 mm as well on sheet metal and gauze packings, in a wide range of liquid and vapour loads. Approximately 650 literature measurements and own data were evaluated. The mean relative error in determining the gas velocity at flooding point is less than ±5%. On the basis of the double layer model, a new equation was derived for the hold-up at flooding point, which is needed for the calculation of the flooding gas velocity. An example of calculations for sample applications is also included.