SCR脱硝装置的优化数值研究

静态混合器的结构与布局是保证反应器中烟气温度场、流动场和反应物浓度场均匀分布的关键。本文以某330 MW燃煤机组的烟气脱硝系统为研究对象,运用三维数值仿真方法,模拟烟道中烟气的流动速度、温度、氨浓度及流动方向,对混合器的结构进行优化,分析混合器的类型、摆放、数目与间隔,借此改善流场的均匀性,保证流动速度均匀分布。结果表明：加装混合器可以较好地改善SCR装置烟道内的流场;通过数值模拟,在优化后的模型结构中,反应器上游的烟气速度偏差不大于15%,烟气进入SCR反应器的流速偏差小于15%,入口烟气流向偏差不超过10%;氨氮比相对标准偏差不大于5%,入口温度分布偏差不超过10 K。     

600MW燃煤锅炉SCR系统烟道导流板设计

基于FLUENT 6.3软件对600 MW燃煤锅炉烟气选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)脱硝系统的导流优化设计进行数值模拟研究.研究结果表明:无导流装置下,因烟道截面变化及弯头偏转,SCR系统流场出现严重不均,AIG下游截面两侧速度差达15 m/s,反应器入口速度偏差为31.25%,且尾部烟道内流场不均,影响下游设备运行.设计合理的导流板可有效改善烟道流场分布;入口大小头处加装两组纵向导流板使AIG下游截面速度偏差减小为15%,反应器入口截面速度偏差降为13%;弯头处的导流板加装延伸导流段,可对下游流场起到良好的均流效果.     

某300MW燃煤锅炉选择性催化还原脱硝导流系统的分析

为探究某300 MW燃煤锅炉选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)脱硝系统内烟道导流方案的可行性,利用FLUENT 6.3软件,对该导流方案下SCR系统的流场和氨浓度分布进行数值模拟研究.结果表明:烟道截面变化以及弯头偏转导致系统流场严重不均,且现有导流系统导流效果较差,AIG下游截面最大速度偏差达31.25 m/s,反应器入口速度也存在偏差,且尾部烟道内流场不均,会对下游设备产生影响;系统流场不均导致氨浓度不均,AIG下游截面氨的浓度偏差达60.0%,反应器入口截面氨的浓度偏差达38.4%,大的浓度偏差严重影响系统的脱硝效率,且反应器出口氨逃逸量达5.266 ppm,这会对大气造成二次污染.这些研究结果可为燃煤锅炉选择性催化还原脱硝导流系统的改进提供参考.     

300MW燃煤锅炉烟气SCR脱硝系统流场的数值模拟与优化设计

SCR脱硝反应系统中烟道及其导流板的结构与布置对催化剂进口截面上烟气流场及氨浓度场的分布具有重要影响.为优化某台300MW燃煤锅炉脱硝反应器中的流场与氨浓度场分布,设计了4种导流板方案,运用数值模拟方法,研究BMCR工况各方案条件下催化剂进口截面上的烟气流场与氨浓度场分布特性,确定最佳的烟道与导流板布置方案,使催化剂进口烟气速度分布与氨浓度分布标准偏差均控制在设计标准偏差范围内,达到设计要求.     

火电厂SCR烟气脱硝装置的模拟优化

火电厂选择性催化还原法(SCR)反应器内的气流分布及还原剂的浓度分布直接影响其脱硝效果,以某660 MW火电机组SCR装置为研究对象,采用计算流体动力学软件STAR-CCM+对其进行一体化的模型建立、网格划分和模拟计算等工作,为了验证模拟结果,搭建了一个1∶12的物理模型进行冷态模拟实验,结果表明数值模拟结果与冷态实验结果吻合较好。针对原模型设计方案存在的问题,通过调整烟道内部导流装置,达到SCR系统烟气气流速度场、氨气浓度场均匀性分布的要求,得出的优化结果结论可以为类似SCR装置提供参考。     

660MW电厂SCR脱硝系统导流板协调优化

采用Fluent软件对山东某电厂660 MW燃煤机组SCR脱硝系统进行数值模拟.以不同导流板数量及形状对SCR系统的流场进行协调优化处理,得出比较适合的导流板数量、形状及系统的最佳流场分布.最后对安装了整流器的反应器前后的流场进行了比较与分析,为在工程实际中的导流板整流器的合理设计与安装等提供参考.     

水泥窑用SCR脱硝反应器的模拟优化

随着氮氧化物的减排标准逐年严格,加快对选择性催化还原方法(SCR)的研究,提高烟气脱硝效率是水泥行业的当务之急。选用一款CFD软件对某日产5 000t级水泥熟料生产线初步设计的SCR脱硝反应器进行数值模拟研究,选用湍流模型、多孔介质模型对SCR反应器的流场进行模拟计算;运用组分输运模型和离散相(DPM)模型模拟NH_3与烟气的混合过程,研究喷氨面位置、喷氨口个数对混合过程的影响。结果表明:在烟道弯管处设置导流板,能有效地改善反应器内烟气流场,较优方案的烟气流速偏差仅为6.95%;喷氨面与催化剂层的距离及喷氨口个数都能影响NH_3与NO_x的混合。     

SCR脱硝系统导流板优化设置的数值模拟

根据某电厂SCR脱硝装置气流均匀性的设计要求,按1:1比例建立三维模型,划分网格后进行CFD仿真模拟,并根据模拟结果对比分析了速度相对标准偏差、最大烟气入射角度、温度最大绝对偏差、氨氮物质的量之比、系统压损5个参数,研究了关键位置导流板的优化设置规律。结果表明,在整个SCR脱硝装置烟道系统中,烟道入口处宜设置等间距导流板,以使气流均匀进入后部管道;烟道系统中任何有变径或变向的烟道均宜设置导流板,以防止气流偏向某一方;距离反应器最近处的烟道外形、导流板尺寸对气流均匀性影响最大;在反应器顶部加设干扰气流的小圆管,对改善局部区域气流均匀性有一定作用。     

660 MW 机组 SCR 脱硝板式催化剂磨损分析

针对马鞍山当涂电厂660MW机组脱硝SCR(选择性催化还原)板式催化剂发生局部严重磨损的现象,文章依据多次实际测量的数据进行对比分析,发现磨损呈现规律性分布,并且与脱硝反应器内部结构相关联。通过冷态流场计算及灰场数值计算分析研究表明:催化剂局部严重磨损的主要原因是由于反应器的顶部梁结构布局不合理,造成烟气流量、流速分布不均,引起催化剂局部出现严重磨损。针对这一原因,文章提出通过移除脱硝反应器上方的积灰三角以及改变喷氨烟道上方导流板的直径和角度等措施来改善脱硝反应器中烟气的流速分布。数值模拟的计算结果表明,在相同的运行工况下,改善后的脱硝反应器中烟气流速的均匀性得到了显著的提高,有效抑制了催化剂局部出现严重磨损等不良现象的发生。     

660 MW机组SCR装置精细化喷氨改造研究

SCR系统内烟气速度场和氨氮摩尔比的均匀性对机组运行经济性影响很大。国内某660 MW燃煤机组为改善SCR系统内堵灰和氨逃逸现象,对系统内流场和喷氨格栅(AIG)进行了优化改造,为证明改造方案的效果,利用FLUENT软件对该机组在BMCR负荷下进行了数值模拟,对比分析了系统内和首层催化剂入口截面速度、流向以及氨氮摩尔比分布。结果表明:通过导流板优化流场,系统内速度分布均匀,首层催化剂入口烟气速度相对标准偏差为7. 2%(15%),流向最大偏角为7. 2°(10°);通过AIG和扰流板替代原涡流式静态混合器,首层催化剂入口氨氮摩尔比偏差为2. 56%(5%),均满足设计要求。相关工程改造经验可为同类型SCR系统改造提供参考。     

变截面倾斜烟道导流板对AIG入口流场的影响

结合某实际电厂选择性催化还原（SCR）系统,对该系统喷氨格栅（AIG）上游变截面烟道处导流板的布置进行研究,以优化AIG入口的速度流场分布.基于fluent软件,对带有变截面烟道的AIG上游的速度流场进行数值模拟,研究变截面处导流板等角度布置方案和变角度布置方案对AIG入口流场的影响,并分析流场分布变化的原因.结果表明,在等角度布置的条件下,导流板的引流作用使Z向两壁面处的速度分布随角度变化呈现相反的趋势,并在布置角度为64°时标准偏差系数Cv值最低达到15.4%,但靠近两壁面处的速度分布仍不均匀.针对这种情况对导流板进行了变角度优化布置,结果发现,优化方案可以提高两壁面处速度分布以及AIG上游整体速度分布的均匀性Cv值从15.4%降至12.4%.     

电除尘区低温省煤器烟道导流优化的数值模拟

为实现电除尘区低温省煤器的节能改造,利用FLUENT 6.3对电除尘区低温省煤器烟道的流场均化和导流优化设计进行了数值模拟研究.研究结果表明:电除尘区加装低温省煤器后烟道流场严重不均,存在回流和漩涡,局部速度高达26 m/s,最大速度偏差系数达90%,电除尘入口速度分布不均;导流板可有效改善烟道流场,削减回流与漩涡,换热管屏处速度偏差减小30%;电除尘入口烟气向下的平均速度分量由3 m/s削减至0.6 m/s,入口烟气分布趋向均匀;通过变工况数值分析,不同运行工况下的导流板作用变化不大,均具有良好的均流效果.此结果可为工程技术改造提供参考.     

火电机组SCR脱硝系统热量平衡分析

火电机组SCR脱硝系统可有效脱除NOx污染物,但脱硝系统的引入对锅炉的运行将产生一定的影响,主要体现在对锅炉尾部受热面温度分布的影响以及对锅炉效率的影响等方面。针对SCR脱硝系统的热量平衡进行了分析,利用热力学方法从反应放热导致的烟气温升,稀释风吸热导致的烟气温降,反应器及其烟道散热以及漏风导致的烟气温降四个方面分析了烟气经过脱硝反应器后的温度分布情况,并对锅炉排烟热损失和锅炉效率进行了分析计算。最后针对典型600 MW机组和1 000 MW机组的设计数据进行了验证计算,计算结果表明,烟气经过脱硝反应器后温度降低小于2℃,锅炉排烟热损失和锅炉效率的变化量小于0.05%,与工程试验数据基本符合。     

活性炭烟气脱硫技术的数值模拟

在对活性炭法烟气脱硫机理研究的基础上,采用2种不同的反应器——固定床和移动床,通过理论分析和数值模拟研究,得出烟气的速度分布和SO3浓度分布,通过改变反应器的结构形式,得出结构对活性炭法烟气脱硫效果的影响.模拟结果对主要工艺操作条件具有指导作用.     

火电厂SCR系统运行仿真数学模型的研究

以干法选择性催化还原法(SCR)烟气脱氮系统为研究对象,通过对系统机理的研究,建立了包括烟气流量参数、SCR反应器、氨/空气喷雾系统等一系列相应的仿真数学模型。在仿真数学模型的基础上,开发了运行仿真软件。可为设备的安全、经济、高效运行提供借鉴,为教学和运行维护人员的培训以及进一步深入研究影响SCR性能的因素提供参考依据。     

钒系SCR催化剂对汞形态转化的影响

为研究燃煤电站选择性催化还原(SCR)系统对烟气汞形态转化的作用,通过浸渍法制备钒系(V2O5/TiO2)SCR催化剂,利用实验室SCR汞形态转化试验台研究催化剂钒(V)负载量、反应温度、烟气组分、氨气和空速等因素对汞形态转化反应的影响.结果表明:V2O5负载量的增大在其表面形成更多的V活性中心位,促进汞形态的转化;在试验条件下,SCR催化剂活性随温度升高而增强,最大汞转化率达99.2%;烟气中的HCl为汞氧化反应提供所需的活性Cl原子;NH3与汞氧化反应组分在催化剂表面发生竞争吸附,抑制了汞氧化反应的发生;空速增大不利于汞的形态转化.     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响。以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体（O_2/N_2）在3种不同氧气体积百分数（21%,23%,27%）工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟。模拟得到3种工况下：炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度。模拟结果表明：随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率。