计及催化剂失活的SCR脱硝反应器设计的模拟分析

采用催化剂失活模型、SCR烟气脱硝反应过程数学模型,对计及催化剂失活的SCR反应器的设计进行了模拟分析,并对设计方法进行了讨论.结果表明:在SCR反应器设计中,只要氨逃逸在允许的范围内,尽量采取较大的氨氮摩尔比,以减少催化剂的用量;随着催化剂活性下降,脱硝效率下降,氨逃逸随之上升,要在催化剂失活的过程中仍能保证脱硝效率,必须增加催化剂量;所需的催化剂量可以根据催化剂更换周期及预测的催化剂活性保持期来确定.     

低尘SCR系统单孔催化剂模拟研究

在Eley-Rideal化学反应动力学机理基础上,建立了SCR催化剂孔道表面一维模型,重点分析了低尘布置方式下不同参数(催化剂尺寸、反应温度、反应物浓度等)对催化剂脱硝效率的影响。结果表明:随着催化剂沿程长度增加,反应物浓度降低,化学反应速率下降。在孔内流速为4.5m/s、反应湿度为610K时,脱硝效率最大约为75%,温度过高或过低均会降低催化剂脱硝性能。在入口NO浓度为500mg/m~3时,要满足脱硝效率达78%以上,需要氨氮摩尔比大于1.1。适当地降低烟气流速有利于提高脱硝效率,但会增加SO_2氧化,因此在追求较高脱硝效率同时应考虑对SO_2氧化的影响。     

关于锅炉SCR烟气脱硝反应器整流装置和烟道导流板采用流场模拟优化设计的探讨

SCR烟气脱硝反应器的性能主要取决于进入脱硝反应器内的NOx与NH_3的混合均匀度及混合气体在进入第1层催化剂前温度、速度分布的均匀性和烟气进入催化剂前流向角偏。以某燃煤锅炉烟气脱硝工程的SCR装置为研究对象,采用数值模拟方法研究反应器内烟气的流动分布,在此基础上,对导流板及整流格栅进行简化,在保证混合气体在进入第1层催化剂前流向角偏差小于10°,提高了脱硝反应器的性能,进一步优化了SCR反应器的运行。     

SCR脱硝反应器入口烟气条件对反应器性能的影响

建立了SCR反应器三维模型,利用Fluent软件,通过UDF实现烟气组分因发生化学反应而引起的质量变化,从而模拟催化剂层复杂的脱硝反应,分别研究了反应器入口烟气速度、温度、NH3/NOx等对反应器性能的影响。结果表明:入口烟气速度分布不均匀性对反应器的性能影响不大,入口烟气NH3/NOx分布不均匀性对反应器的性能影响较大,而入口烟气温度分布不均匀性对反应器的性能影响最为显著;反应器脱硝性能更高时,其对入口NH3/NOx分布的均匀性要求也更高;反应器脱硝性能是入口烟气速度、温度及NH3/NOx综合影响的结果。     

基于深度循环神经网络的SCR烟气脱硝系统出口NOx排放预测研究

基于具有长短时记忆功能的深度循环神经网络(Deep Recurrent neural network with Long-short term memory,DRNN-LSTM),利用某厂650 MW燃煤锅炉一个月的历史运行数据,建立了SCR烟气脱硝系统出口NOx排放预测模型。DRNN-LSTM网络同一隐藏层的所有循环体中的参数矩阵相同,需要学习的参数个数少,训练模型具有很高的稳定性。测试结果与定量分析表明:DRNN-LSTM模型计算时间与其他传统数据模型相近,但拟合效果与预测精度明显高于其他模型,说明该模型收敛速度快、泛化能力强,可准确描述SCR脱硝系统的反应过程,能够有效应用于电厂烟气脱硝系统出口NOx浓度的预测中。     

V_2O_5/C脱硝催化反应的数值模拟与实验研究

选择性催化还原法(SCR)是主要的商业化烟气脱硝技术,由于烟气温度在100~250℃时V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的活性较差,故对低温催化剂的研究提上日程。文中通过数值模拟研究V_2O_5/C随温度变化的催化反应,并与V_2O_5-WO_3/TiO_2进行对比,最后在小型实验台上进行实验研究,实验表明,V_2O_5/C催化反应基本符合一级反应动力学特征,而且在低温下催化剂具有较好活性,这为电厂将SCR反应器置于湿式FGD系统之后以及汽车尾气中NO_X的净化提供了参考。     

基于正交试验法6105AZLD柴油机SCR催化剂尺寸优化

基于6105AZLD船舶柴油机SCR试验台,采用AVL BOOST软件建立SCR催化剂仿真模型,利用控制变量法分别研究催化剂孔密度、长度和壁厚对脱硝性能的影响,获得初步的优化范围.采用正交试验法详细研究各参数对脱硝率的影响,对仿真结果进行极差分析,得到对脱硝性能影响显著性依次为催化剂孔密度＞催化剂长度＞催化剂壁厚.根据...     

喷氨格栅处烟气速度场对高效SCR均流与还原剂混合性能的影响

随着SCR脱硝效率的上升,喷氨格栅(AIG)处烟气速度场在SCR均流与混合技术中变得越来越重要.以某高效电站SCR为研究对象,利用经冷态模型校验过的SCR数值模型,分析AIG处烟气速度场10种典型变化对电站SCR系统内均流与还原剂混合性能的影响.结果显示,对高脱硝效率的SCR系统,AIG处烟气速度场变化对催化剂入口界面上氨氮比分布影响很大,对入口界面上速度场也有一定影响.设计中控制AIG处烟气流速不均匀性可以提高SCR内均流与混合的品质.在AIG处流速不均匀性控制得较好的高效SCR中,随着AIG处流速不均匀性上升,催化剂入口界面上氨氮比不均匀性增大;AIG处速度场与催化剂处速度场具有相似性.     

基于样本优化的BP神经网络SCR脱硝催化剂体积设计

选择性催化还原(SCR)是目前主流的烟气脱硝技术,在SCR脱硝系统设计中,催化剂体积准确设计是事关脱硝效率和成本支出的重要环节。传统的SCR催化剂体积设计主要采用经验公式计算,但由于SCR催化剂体积设计的影响因素众多,使得经验公式不仅复杂且适用性较窄。基于此提出基于样本优化的BP神经网络催化剂体积设计预测方法。研究结果表明,针对已构建的BP神经网络模型,通过平均影响值算法(MIV)对原始样本进行输入参数筛选和优化,降低了神经网络复杂性,提高了模型精度,平均预测误差从15.46%下降至10.32%。进一步通过BP神经网络预测筛选辨识样本中的不良数据,基于剔除了不良样本训练的BP神经网络,平均预测误差可进一步下降至2.55%,这一方法可为催化剂体积设计提供参考和指导。     

蜂窝状Mn—Ce／TiO2系低温SCR催化剂成型研究

考察了Mn—Ce／TiO2系蜂窝状低温SCR催化剂制备的成型助剂选择和工艺条件对蜂窝状催化剂脱硝活性的影响,并进行了脱硝催化剂成型结构、形状、微量元素配比等对烟气参数变化的适应性及其抗堵塞、腐蚀、磨损、中毒等性能的研究。     

一种基于Aspen Plus和MATLAB协同仿真的SCR脱硝系统建模方法

燃煤电站烟气排放标准不断提高,对选择性催化还原(SCR)脱硝系统的优化控制提出了更高的要求,构建精确的SCR脱硝系统模型对实现其优化控制具有重要意义。针对SCR系统脱硝过程的复杂机理,提出利用Aspen Plus模拟其反应流程;为了解决建模过程中脱硝反应活化能和脱硝反应速率常数等参数难以确定的问题,提出基于MATLAB平台设计粒子群算法实现参数优化及与Aspen Plus的协同仿真。利用某1 000 MW火电机组的运行历史数据对仿真模型进行了验证和对比。结果表明：Aspen Plus和MATLAB协同能够实现对SCR脱硝系统模型最优参数的确定,从而提高仿真模型精度。     

SCR脱硝反应塔流场数值模拟研究

选择性催化还原烟气脱硝（Selective Catalytic Reduction,SCR）技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术,但由于进入催化剂层的烟气气流分布不均匀而导致价格高昂的催化剂得不到充分利用,增加了运行成本.因此,改善SCR脱硝反应塔内的气流分布均匀性,提高催化剂的利用效率,具有很大的现实意义和市场价值.文中通过数值模拟研究了SCR脱硝反应塔内导流板的结构布置对气流分布均匀性、喷氨后的混合效果、压力损失的影响,提出4种导流板加装方案,并确定了最优方案.     

景德镇电厂SCR仓泵结焦问题简析

简述选择性催化还原（SCR）烟气脱硝原理,着重分析SCR仓泵结焦的原因。指出在SCR脱硝过程中出现的硫酸氢铵的危害,并将硫酸氢铵的生成机理和其逆反应过程进行了叙述,结合景德镇电厂在实际工作中遇到的具体问题进行分析,提出相应的解决方案,进行针对性的改造,取得了良好的改造效果。     

电站锅炉SCR烟气脱硝系统优化数值模拟

针对某电厂300MW锅炉的选择性催化还原(SCR)反应系统,采用计算流体力学软件对不同结构下SCR反应器的脱硝特性进行了数值模拟,分析了导流板布置对SCR反应器内流场分布均匀性的影响,研究了不同布置方案下SCR反应器内氨氮物质的量比(简称氨氮比)分布的规律.结果表明:烟道内无导流板时,SCR反应器内的流场和NH3体积分数分布严重不均,SCR反应器的脱硝效率较低,氨逃逸率较高;采用初始方案,SCR反应器内的流场改善较大,但是第一层催化剂入口处氨氮比分布偏差大于5%;采用最终方案,第一层催化剂入口处的速度偏差为3.84%,氨氮比分布偏差为3.79%,SCR反应器的脱硝效率达到83%,NH3逃逸率低于5×10-6.     

SCR烟气脱硝系统性能试验中几个问题的探讨

针对目前我国还没有SCR烟气脱硝装置性能试验规程的情况,结合某电厂600 MW机组SCR烟气脱硝装置性能试验的实践,介绍了烟气脱硝系统性能试验采用的标准、性能试验的特点和性能试验中NOx、NH3、SO3等     

火电厂SCR脱硝系统机理建模与控制研究

随着环保意识的提高,火电厂氮氧化物的排放问题引起了社会的关注。选择性催化还原方法(selective catalytic reduction,SCR)普遍采用于火电厂的脱硝系统中,喷氨量的控制是脱硝系统的关键问题,若不能得到有效控制,不仅影响火电厂脱硝效率,而且氨逃逸有可能会造成二次污染。SCR系统的准确动态建模是对喷氨量进行有效控制的前提。本文通过分析SCR系统化学反应机理建立了SCR动态模型,并利用实际运行数据对其进行验证,平均百分比误差为10.73%,仿真结果表明该模型精度高。因该系统具有较强的非线性,传统比例、积分、微分(PID)控制器难以得到满意的控制效果,本文设计了神经网络预测控制器,对SCR系统的喷氨量进行控制,并与传统PID控制器进行对比,利用火电厂实际运行数据对该方法进行了验证,提出的控制策略在两个典型工况下的脱硝效率比传统PID控制策略高约10%,结果表明该方法具有较好的控制效果。     

基于互信息和PID神经网络的SCR脱硝扰动补偿控制

针对火电厂选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)烟气脱硝系统机理复杂,工况变化时呈现的不确定性、强扰动等特点,提出了一种基于互信息和PID神经网络的SCR烟气脱硝扰动补偿控制方法。利用PID前向神经网络的学习性能逼近被控对象的逆构成扰动观测器对系统进行反馈补偿,以达到超前消除系统扰动的目的。选取观测扰动和系统扰动的互信息为目标函数,采用改进的帝国竞争算法实现PID神经网络权值的优化调整。设计鲁棒PID控制器来进一步克服被控对象存在的不确定性。仿真实验表明,该方法具有突出的抗干扰能力和较好的鲁棒性,控制品质优于常规的PID控制。     

SCR脱硝催化剂国内专利技术进展

脱除锅炉或FCC再生烟气中的NOx是保护环境、改善空气质量的重要途径。SCR脱硝作为最常用、最经济、最有效的脱硝工艺,其核心是催化剂。综述了国内SCR脱硝催化剂专利技术。脱硝催化剂的载体主要有TiO2载体、TiO2/SiO2载体、TiO2/硅酸盐载体、Al2O3/SiO2载体和活性炭等载体,载体也逐步从单一组分向多组分发展,改进的方向是提高载体的热稳定性、机械性能并调节载体的孔结构及酸碱性;活性组分从单组分、双组分向多组分发展,活性组分元素从W和V的氧化物向含Fe、Ce、Mn、Bi和Cu等元素的复合氧化物发展,改进的方向是通过不同元素氧化物之间的协同,提高催化剂的低温脱硝活性、扩大脱硝温度窗口,提高耐SO2及耐H2O毒性,提高催化剂寿命;在经济上,改进的原则是要充分考虑催化剂的制造成本和使用的技术经济性,改进的方向是以便宜的原料,如氧化铝,取代较贵的原料,如TiO2;在催化剂成型上,要求催化剂载体能适应工艺的需要,可以方便地加工为所需要的几何形状。     

SCR脱硝系统线性自抗扰鲁棒PID控制

火电机组的深度调峰加剧了对选择性催化还原法(selective catalytic reduction, SCR)脱硝系统的干扰,为此提出了一种线性自抗扰鲁棒PID控制方法。2阶线性自抗扰控制(LADRC)可以直接近似为PID,也可以等价为理想PID+2阶滤波器的结构。采用实际PID+2阶滤波器的结构控制具有强干扰和不确定性的SCR脱硝系统,利用混合灵敏度的方法整定实际PID和2阶滤波器参数。仿真结果表明,实际PID+2阶滤波器的结构具有较好的抗扰性,更好地继承了LADRC的特点,控制品质优于由LADRC直接近似为PID的控制。     

选择性催化还原(SCR)脱硝技术研究

氮氧化物(NOx)是大气的主要污染物之一,介绍了大气污染物中氮氧化物(NOx)的来源与危害,讨论了现在的主要烟气脱硝技术。本文概述了氨类及烃类选择性催化还原脱硝技术的机理、催化剂使用情况、以及影响SCR反应的几个因素,展望了SCR研究领域的未来发展方向。