气态氨作还原剂的SNCR脱硝工艺的试验研究与模拟

在自行研制的试验台上对氨气作还原剂的SNCR脱硝工艺进行了实验研究,并利用化学反应动力学软件Chemkin 4.1进行了模拟.通过试验发现,采用自制改进型槽缝式TB系列喷嘴内部喷入的方式明显优于侧喷,提高了NO_x的去除率.以NO_x去除率高于50%为标准,试验所得温度窗口为863～937 ℃.随着氨氮比的增大,NO_x的去除率和氨的泄漏量增大,当氨氮比大于1.0后,NO_x去除率的随氨氮比增大的幅度减小,而氨的泄漏量增大幅度增大.利用Chemkin 4.1的模拟所得的温度窗口和NO_x去除率与实验基本相符,通过对详细机理中重要基元的分析,得出了各温度下的主要反应途径.     

CO对选择性非催化还原脱硝工艺影响的试验研究和模拟

在自行设计的选择性非催化还原(SNCR)脱硝试验台上,通过在还原剂中添加CO,研究了CO对SNCR脱硝工艺的影响,并利用Chemkin 4.1软件对试验工况进行了模拟.结果表明:改进型TB系列喷嘴采用中心逆喷方式可大大增强还原气体与主烟气的混合效果,明显优于工业上常用的侧喷方式,且不存在还原剂的催化分解问题;添加CO可使SNCR工艺的反应温度窗口降低并变宽;在低于875℃的条件下,添加CO有助于提高NO2的脱除效率,随着CO添加量的增加,既定温度下NOx的脱除效率先提高后降低,且随着温度的降低,达到NO相似文献   

选择性非催化脱硝不同还原剂的比较试验研究

SNCR(选择性非催化还原)过程试验是在CRF(Combustjon Research Facility)试验装置上进行的.使用尿素、氨水、(NH4)2CO3、NH4HCO3还原烟气中的NOx,通过雾化喷嘴在CRF炉膛内喷入还原剂.试验结果表明,对于所使用的还原剂随着NH3/NO摩尔比的增加,NO还原效率逐渐提高;对于尿素、氨水、(NH4)2CO3等还原剂,氨氮比为1～2.5,脱硝效率分别为65％～89％、62％～86％、45％～84％;对于NH4HCO3,氨氮摩尔比0.8～1.5,脱硝效率为46％～73％.不同还原剂的温度窗口不同,适宜尿素进行SNCR过程的反应温度最高,氨水最低.     

基于低氮燃烧的循环流化床低温增效脱硝实验研究

为探究循环流化床（CFB）锅炉的低NOx排放性能,在热输入功率为81.3 kW的CFB热态实验台上研究了燃煤平均粒径与二次风对NOx原始生成量的影响,考察了以碳酸氢铵为还原剂,以碳酸钠和乙醇为添加剂的选择性非催化还原（SNCR）低温脱硝增效性能。结果表明：随燃煤平均粒径的减小,NOx生成量降低;提高二次风比例及二次风口位置可降低NOx生成量;以碳酸氢铵为还原剂的SNCR法在氨氮摩尔比为1.7时脱硝效率达到65.2%,还原剂利用率达到峰值;在650~800 ℃的低温范围内,添加碳酸钠较无添加剂工况的脱硝效率平均提升24.5个百分点,750 ℃时的脱硝效率提升34.8个百分点;添加乙醇后的低温区效率平均提升28.2个百分点,温度低于700 ℃时增效性能优于添加碳酸钠工况;添加剂主要通过自由基链式反应提升SNCR法的低温脱硝性能。     

非催化烟气还原脱硝法脱硝特性的试验研究

在沉降炉脱硝试验平台上,对不同氨剂的选择性非催化还原(SNCR)脱硝特性进行了试验研究.结果表明:反应适宜氨氮比为1.5,氨气、尿素、碳酸氢铵脱硝的最佳温度窗口分别为985～1 030℃、775～1 085℃、760～1 075℃,尿素和碳酸氢铵最大脱硝效率达90%,优于氨气的80%;增大氨氮比或降低烟气氧浓度均可提高SNCR脱硝效率;在以尿素作为还原剂的SNCR脱硝反应过程中,协同加入钠盐添加剂可在保证最大脱硝效率基本不变的前提下,使反应温度窗口由782.9～1 086.3℃拓宽为749.5～1 086.3℃.     

选择性非催化还原（SNCR）脱硝反应影响因素的探索与研究

以氨气作为还原剂,在管壳式反应器中考察了温度、一氧化氮起始质量浓度、氧气质量分数及氨氮摩尔比对选择性非催化还原反应的脱硝效率以及氨逃逸的影响,为垃圾焚烧发电项目中脱硝工艺提供一定的参考依据。试验结果表明:在875～1 000℃,可得到最佳的反应温度窗口;一氧化氮起始质量浓度、氧气质量分数对脱硝反应的影响较小;当氨氮摩尔比为1.5:1时,脱硝反应效果较好。     

煤粉炉内燃烧过程还原区强化脱硝试验研究

提出一种新型脱硝技术——多级强化还原煤粉燃烧技术,并在东方锅炉股份有限公司一台可实现煤粉自持燃烧的50 kW下行燃烧试验炉上开展了该技术的脱硝试验研究。采用再循环烟气携带还原抑制剂(尿素溶液或氨气)喷入强化还原区的方式进行强化脱硝。在空气分级的基础上,对两级燃尽风位置、还原抑制剂喷入位置、还原抑制剂的载气种类、还原抑制剂与烟气混合程度和氨氮比等影响脱硝效率的因素进行了研究。结果表明:在第一级燃尽风之前的还原区喷入尿素溶液,氨氮比为2时,脱硝效率可达20%左右;当在两级燃尽风之间的强化还原区喷入尿素溶液,氨氮比为2时,脱硝效率可达70%左右;氨气作为还原抑制剂时,随着氨氮比的增大,脱硝效率逐渐提高,当氨氮比在1.2～1.6时,脱硝效率稳定在70%左右,当氨氮比为2.5以上时脱硝效率达到80%以上。     

煤粉锅炉中主燃区喷氨协同SNCR深度脱硝的实验研究

常规SNCR(非选择性催化还原)是在850~1 100℃的烟气中喷入氨基还原剂,实现降低NO_x的目的。另外,SNCR也可以拓展到低氧的条件下,实现较高温度下脱硝,即主燃区喷氨技术。本文将主燃区喷氨技术应用到75 t/h四角切圆煤粉锅炉中,与OFA(空气分级)、SNCR协同实现深度脱硝,实验结果表明:在OFA基础上采用主燃区喷氨技术时,随着氨氮比NSR_1的增加,NO_x排放浓度有明显降低,最佳氨氮比NSR1=1.73,比单一用OFA时还原效率提高了21.9%,无氨逃逸产生;仅采用SNCR技术时,最佳氨氮比NSR_2=1.84,在OFA的基础上NO_x还原效率提高了40.4%,当NSR_21.84时出现氨逃逸现象;在SNCR脱硝效果有限的条件下,在主燃区喷入氨还原剂可进一步降低NOx排放,还原效率可提高17%,并无氨逃逸存在;在SNCR还原效果受限时,主燃区喷氨技术与SNCR协同可实现炉内深度脱硝,并避免氨逃逸问题。     

富燃料区喷氨降低NO_x排放浓度的热态试验研究

对某热电厂75 t/h煤粉锅炉进行了富燃料区喷氨技术改造,以降低NO_x排放浓度。在改造后的实际运行的煤粉锅炉上进行了热态试验,研究了氨氮比、O_2浓度和温度对脱硝效率的影响。试验结果表明:当氨氮比为1.5时,采用富燃区喷氨技术可在空气分级技术改造的基础上,将NO_x排放浓度降低至50%左右;当氨剂喷入位置处的温度超过1200℃时,会引起NO_x排放浓度的增加;当氨氮比为1.5、4角位置处喷射尿素时,空气分级联合富燃料区喷氨可以达到约70%的脱硝率。     

大型燃煤锅炉SNCR脱硝的数值模拟

为了给大型燃煤锅炉采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术提供参考和指导,本文借助计算流体力学软件平台Fluent,通过数值模拟的方法研究了一台600 MW燃煤锅炉上的SNCR脱硝过程。计算结果表明大型燃煤锅炉上温降梯度较大,温度适宜进行SNCR脱硝反应的炉内空间较小。根据温度分布,锅炉满负荷运行时,SNCR脱硝系统投用还原剂喷射3区、4区和5区的喷枪比较合适。在氨氮摩尔比为1.1的条件下,该燃煤锅炉上SNCR脱硝效率在27%左右。向炉内喷入少量的添加剂一氧化碳(CO)可以加快SNCR反应的速率,减少NH3漏失。     

Numerical analysis of Chevron nozzle effects on performance of the supersonic ejector-diffuser system

The supersonic nozzle is the most important device of an ejector-diffuser system.The best operation condition and optimal structure of supersonic nozzle are hardly known due to the complicated turbulent mixing,compressibility effects and even flow unsteadiness which are generated around the nozzle extent.In the present study,the primary stream nozzle was redesigned using convergent nozzle to activate the shear actions between the primary and secondary streams,by means of longitudinal vortices generated between the Chevron lobes.Exactly same geometrical model of ejector-diffuser system was created to validate the results of experimental data.The operation characteristics of the ejector system were compared between Chevron nozzle and conventional convergent nozzle for the primary stream.A CFD method has been applied to simulate the supersonic flows and shock waves inside the ejector.It is observed that the flow structure and shock system were changed and primary numerical analysis results show that the Chevron nozzle achieve a positive effect on the supersonic ejector-diffuser system performance.The ejector with Chevron nozzle can entrain more secondary stream with less primary stream mass flow rate.     

微型燃气轮机低热值燃料燃烧室喷嘴流动实验研究

为适应生物质气低热值、组分变化大的特点,达到燃烧室燃烧稳定、低排放要求,在某60 kW级微型燃气轮机环形燃烧室结构的基础上,新设计了一种具有不同预混孔结构的新喷嘴,并在上海交通大学微型燃气轮机单喷嘴燃烧室实验台上对原喷嘴及新设计喷嘴进行冷态流动实验,对比分析不同稀释孔直径及工质参数条件下原喷嘴及新喷嘴对燃烧室空气流量分配比及过量空气系数的影响。研究表明:燃料流量、空气流量变化会影响燃烧室空气流量分配,空气温度变化对燃烧室空气流量分配无影响;燃料热值降低会导致燃烧室过量空气系数增大,需要匹配直径更大的燃烧室稀释孔;相比于原喷嘴新喷嘴的流量分配比较大,为使其适应低热值燃料,需要匹配的燃烧室稀释孔直径为11.0 mm,该条件下新喷嘴可适应CH_4摩尔分数为50%~90%的燃料。     

某型喷嘴流量特性的数值模拟

本文以某内混式气动喷嘴为研究对象，对喷嘴内部的气液双相流动进行了数值模拟，通过对计算结果的分析研究了该喷嘴气体和液体的流量特性，为今后相关喷嘴的设计工作奠定了一定的基础。     

LES analysis of flow and turbulent mixing in an unsteady jet

The flow and mixing process of unsteady jets are fundamentally analyzed by large eddy simulations. The effects of nozzle velocity and turbulence intensity on the turbulent eddy structure and mixing process between the nozzle fluid and ambient fluid were investigated. The results show that a toroidal‐shaped vortex, which emerges around the jet tip, primarily accelerates the entraining flow. Also, increasing the turbulence intensity in the nozzle encourages mixing in the jet without changing the jet‐contour. Furthermore, when the rise‐up time of the initial nozzle velocity is elongated, turbulent mixing is suppressed. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 36(5): 303–313, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20158     

单嘴精炼炉吹氩喷嘴个数对钢液流场和循环流量影响的数值模拟

为了研究在相同真空度和相同吹氩流量的条件下喷嘴分布方式对单嘴精炼炉中钢液的流场和循环流量的影响,基于欧拉-欧拉双流体模型,采用商业软件CFX对150t单嘴精炼炉的精炼过程进行了数值模拟。结果表明：单喷嘴和双喷嘴下钢液流场保持对称结构;单个喷嘴下钢液流场为一侧上升流,另一侧为下降流结构;单个喷嘴时循环流量最大。     

柴油机喷嘴结构优化的数值模拟分析

柴油机喷嘴头部细微结构的变化对内部流动有显著的影响，进而影响到喷雾油束雾化性能。利用混合多相流空穴模型对STD（Standard）标准型、VCO（Valve Closed Orifice）无压力室型及IMPROVED改进型的垂直多孔喷嘴内部完全发展了的空穴流动进行了不同针阀升程下的三维数值模拟，通过对比分析得出改进型喷嘴能在低喷油速率下获得相对良好的喷雾性能，综合特性优于STD标准型和VCO无压力室型喷嘴。     

空气雾化水煤浆喷嘴流量特性试验研究

对大容量撞击式空气雾化水煤浆喷嘴进行了试验研究,分析了喷嘴运行参数和喷嘴内各主要结构参数对喷嘴流量特性的影响以及研究了喷嘴雾化效果,经过对试验数据的分析,分别指出了各个因素的影响程度、原因及相应调节方案,同时得出新开发喷嘴的雾化效果完全满足燃烧要求,对以后此类喷嘴的研究有一定的指导意义。     

顶吹管内流型与气泡群周期性变化的实验研究

贫化电炉还原油枪中,气、油混合顶吹是典型的气液混合两相流过程,管内流型随气液混合比例变化,从而引起气液混合顶吹管口气泡群的形态变化.基于气液两相流研究,用气、水进行不同气液混合比两相流研究,得出不同气液混合比例时的管内流型,及与之对应的气泡群下潜深度和宽度的周期变化.通过将其进行对比分析,得出气泡群形态随流型和气液混合比的变化趋势,以便得出更好的搅拌效果.     

The effects of nozzle aspect ratio and nozzle number on the performance of the Ranque–Hilsch vortex tube

An experimental study is carried out to investigate the effects of nozzle aspect ratio and nozzle number on the performance of a vortex tube. Two sets of vortex generator (a single nozzle set with aspect ratio of AR = 0.25, 0.44 and 0.69 and a multiple nozzle set with 2 and 3 nozzle number having the same total flow area) are tested under different inlet pressures. Dry air is used as the working fluid. The experimental results reveal that the nozzle aspect ratio has a great effect on the energy/temperature separation mechanism. The increase in the nozzle aspect ratio leads to the larger mixing zones, which, in turn, decreases the temperature difference between the cold and hot stream, the heating and the cooling performance. The results also showed that the vortex tube with a single nozzle yields better performance than the vortex tube with 2 and 3 nozzles.     

切向槽双旋流外混式介质辅助雾化喷嘴的研制

综合机械式雾化喷嘴与介质雾化喷嘴的优点,研制了切向槽双旋流外混式介质辅助雾化喷嘴;该喷嘴可克服机械式雾化喷嘴低压时雾化质量差、介质式雾化喷嘴耗气量大的缺陷;同时给出了其流量特性曲线与雾化角特性曲线。