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%。     

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。本文利用流体力学计算软件Fluent对SCR脱硝反应器入口段进行了数值模拟,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,分析了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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

基于水泥除尘+脱硝流场的CFD数值模拟研究

随着社会环保意识的增强,大气污染物的排放标准也日益严格,这给环保工程带来了极大的潜在市场。脱硝反应器设计作为SCR脱硝工艺中除了催化剂的另一核心,在水泥行业没有更好的催化剂被研发出来之前,想要脱硝设备的性能得到极佳的发挥,在高温高尘区布置除尘+脱硝设备已经是工程上的一个选择,而在高尘区要保证催化剂的稳定、高效运行,流场的优化必不可少。本文针对某水泥行业除尘+脱硝项目,采用CFD软件对其流场进行数值模拟,并给出导流板的优化设计方案。结果表明：在电除尘器上进气口布置合适的导流板,使得进入电场的烟气分布均匀;同时在整流格栅前添加导流板,脱硝反应器内的流场也得到了极大改善。因此,采用CFD软件数值模拟对水泥行业除尘+脱硝有着重要的意义。     

基于水泥除尘+脱硝流场的CFD数值模拟研究

随着社会环保意识的增强,大气污染物的排放标准也日益严格,这给环保工程带来了极大的潜在市场。脱硝反应器设计作为SCR脱硝工艺中除了催化剂的另一核心,在水泥行业没有更好的催化剂被研发出来之前,想要脱硝设备的性能得到极佳的发挥,在高温高尘区布置除尘+脱硝设备已经是工程上的一个选择,而在高尘区要保证催化剂的稳定、高效运行,流场的优化必不可少。本文针对某水泥行业除尘+脱硝项目,采用CFD软件对其流场进行数值模拟,并给出导流板的优化设计方案。结果表明:在电除尘器上进气口布置合适的导流板,使得进入电场的烟气分布均匀;同时在整流格栅前添加导流板,脱硝反应器内的流场也得到了极大改善。因此,采用CFD软件数值模拟对水泥行业除尘+脱硝有着重要的意义。     

水泥窑SCR烟气脱硝反应器内流场均匀性研究

采用Fluent软件对选择性催化还原(SCR)脱硝反应器内流场进行模拟,基于标准k-ε模型、多孔介质模型、物质输运模型、DPM模型,采用单一气相烟气分析了不同整流格栅间距、整流格栅高度、整流格栅位置及导流板个数、导流板角度对烟气流场均匀性的影响,最终对最优方案下单一气相不同组分的烟气、不同负荷进行了验证,以及DPM双相耦合条件下不同负荷进行了验证。结果表明,从无整流格栅到加整流格栅时,最大入射角均小于90°,催化剂上方涡流消失;当整流格栅的间距为107 mm,整流格栅高度为200 mm,整流位置与入口下边缘平齐时首层催化剂上层100 mm处的速度分布偏差系数降至19%;当导流板的个数为7个,导流板角度为18.2°时最为合适,此时首层催化剂上方100 mm处的速度分布偏差系数为11.91%,最大入射角度为3.14°。当最佳参数下对单一气相不同组分的烟气、不同负荷进行模拟,均符合工程要求。采用DPM双相耦合,颗粒物采用Rosin-Rammler分布条件下与单一气相进行对比发现,首层催化剂上方100 mm处平均速度有了一定的增加,速度标准差变化较小,速度分布偏差系数相应减小,符合工程要求。     

350MW机组锅炉SCR脱硝系统优化

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,但准东煤在锅炉燃烧过程中易发生结焦问题,一般掺烧高岭土缓解结焦。某燃用准东煤350 MW机组,锅炉燃煤掺烧高岭土后烟气携带灰尘颗粒及灰尘量增大,出现SCR脱硝系统烟道积灰严重和喷氨量明显偏大问题,同时在空气预热器形成硫酸氢氨堵塞,使机组不能长周期稳定运行。通过与国内同类型多台机组锅炉对比后发现,脱硝系统均存在易产生积灰的脱硝转向室、催化剂上方及空气预热器入口斜坡积灰状况等情况。针对存在的问题,通过建立改造前、后的模型计算分析,进行了导流板布置的优化设计、CFD流场分布、优化SCR系统导流板设计、声波与蒸汽吹灰器结合吹灰和氨注射栅格优化升级等工作,应用德图480风速仪实测风速试验,发现脱硝烟道原导流板设计不合理及施工安装偏差;原导流板水平段跨距大,支撑不足,造成导流板压塌变形,影响烟气流场分布;锅炉所烧煤质为高钠煤,为防止锅炉结焦掺烧高岭土后,增加了烟气飞灰颗粒及灰尘量,飞灰具有很大黏性,易沉积在烟道导流板及烟道壁面上。因此,提出对脱硝内部各处导流板进行优化改造,对脱硝系统烟道易产生积灰的部位增加声波吹灰器,对喷氨格栅喷嘴数量及氨空混合器升级,同时开展锅炉SCR脱硝喷氨热态优化调整试验工作。通过开展相关工作,SCR烟气系统的烟气流场相对标准偏差优化5%,相同负荷下液氨消耗量降低45%,彻底解决脱硝系统积灰和空气预热器堵塞问题,实现机组满负荷达标稳定运行。锅炉长期运行半年后停炉检查,发现前期脱硝系统烟道高达1 m的积灰部位彻底解决,催化剂表面干净无杂物,解决了脱硝系统积灰问题,同时配合提高空气预热器冷端综合温度的措施,彻底解决锅炉空气预热器堵塞问题。同时,经济效益显著,每年可以分别节约液氨费用70万元,节约风机电耗费用100万元,节约检修清理积灰及检修费用80万元,节约空气预热器冲洗治理费用20万元,综合节约费用270万元/a,达到预期效果实现机组长周期安全经济稳定运行。     

330 MW燃贫煤机组SCR脱硝系统分析及诊断

为了解决山西某330 MW燃贫煤火电厂SCR脱硝系统存在的脱硝效率偏低、催化剂寿命短的问题,对SCR反应器进行了现场测试,使用烟气分析仪、温度测试仪、流量测试仪等仪器对烟道内烟气组分浓度、温度场、速度场进行检测。测试结果表明,SCR反应器运行过程中存在流场、温度场不均匀的现象,这是导致催化剂磨损严重,进而影响脱硝效率的主要原因。在测量结果的基础上,分析并确定运行过程中的问题根源所在,可为火电厂优化运行与改造提供建议。     

水泥窑深度脱硝工艺及关键性能参数探讨

由于脱硝反应器安装位置的烟气温度及粉尘浓度不同,水泥窑尾烟气SCR脱硝分为高温高尘、高温中尘、中温中尘工艺路线,通过分析得出每种工艺路线所适应的工程条件。介绍了高温高尘工艺路线对水泥窑后续设备的影响。重点分析了与催化剂有关的SCR脱硝性能参数,并探讨了水泥窑尾烟气SCR脱硝效率、氨逃逸、SO2转化率、催化剂化学寿命、反应器入口烟气流场均匀性等参数的合理数值。     

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。     

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.     

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。     

烟气中飞灰对选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝催化剂的影响

选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)是目前世界上应用最广泛的烟气脱硝技术,高粉尘布置的SCR工艺是目前火电厂广泛采取的布置方式。但是高浓度的粉尘是这种布置方式面临的一大难题。文章从催化剂的堵塞、磨损和中毒三个方面总结了烟气中飞灰对SCR脱硝催化剂的影响。并且提出了优化SCR系统的运行、优化流场分布及催化剂的特性等措施来缓解飞灰对催化剂的影响。     

水泥窑SCR脱硝催化剂磨损机理分析及解决措施

水泥窑SCR脱硝系统运行过程中，催化剂的磨损过快问题逐步显现出来。水泥窑SCR脱硝系统催化剂磨损的主要原因有灰尘含量大、原始设计不合理和粉尘堵塞造成流场不均匀、吹灰制度不合理，催化剂自身抗磨性能差等。通过理论分析，催化剂磨损的最大影响因素为烟气流速，磨损速度与烟气流速的三次方相关。为缓解催化剂磨损快的问题，通常采取选择合理的催化剂，增加催化剂自身的抗磨性能，数值模拟合理的设计反应器流场，改善催化剂服役环境和合理的吹灰制度等方式进行解决，从而保证脱硝系统的运行稳定性，达到超低排放的环保要求。     

锅炉烟气脱硝催化剂积灰堵塞分析及处理

介绍SCR脱硝工艺原理及流程,从锅炉结渣、反应器入口烟气流场、反应器吹灰系统设计、锅炉烟气灰分含量和黏度各方面,分析脱硝催化剂积灰堵塞原因,提出并实施相应处理措施,有效缓解了催化剂积灰堵塞现象,确保了锅炉装置安、稳、长、满、优运行。