燃煤锅炉SNCR脱硝过程数值模拟研究

基于Fluent软件对670 t/h燃煤锅炉中选择性非催化还原(SNCR)过程进行数值模拟研究.计算结果证明利用这种方法预测锅炉炉膛中大空间、复杂温度场、流场的氮氧化物生成、还原过程的可行性.模拟结果表明喷射截面应该取在平均温度位于SNCR“温度窗口”的中心位置,为了达到更加理想的脱销效果还应充分考虑喷射方向和炉内温度场、流场的的关系,以使还原剂与烟气充分混合和延长其在炉内的停留时间.     

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.     

基于碳酸氢铵的SNCR低温脱硝实验研究

为考察反应温度、氨氮摩尔比（NSR）、氧气体积分数及停留时间对选择性非催化还原（SNCR）脱硝效率的影响规律,并探究乙醇、碳酸钠和氯化铁添加剂的低温SNCR脱硝增效特性,深入分析其脱硝反应机理,在管式反应炉上进行了以碳酸氢铵为还原剂的SNCR脱硝实验及各添加剂的低温脱硝增效实验。实验结果表明：当氨氮摩尔比为1.7,氧气体积分数为4%时,以碳酸氢铵为还原剂的SNCR法在830~1 000 ℃下的脱硝效率高于60%;氧气体积分数为零时,不同温度下脱硝效率始终低于15%,氧气体积分数为2%~6%时,650~1 000 ℃下的脱硝效率随氧气体积分数增加而提高;SNCR反应速率随温度的升高而加快,反应达到平衡所需的停留时间变短;在模拟烟气中添加200 μl/L的乙醇可使650~800 ℃的低温范围内脱硝效率平均提升近30%,650 ℃的脱硝效率达到33.4%;添加少量碳酸钠（25 μl/L）或100 μl/L的氯化铁可使700~800 ℃下的脱硝效率平均提升超过25%;3种添加剂都能通过提高NH2自由基的生成量提高低温下SNCR法的脱硝效率。     

超临界循环流化床锅炉SNCR脱硝特性研究

在实验室和Fluent软件模拟条件下研究温度和氨氮摩尔比（NSR）变化对选择性非催化还原技术（SNCR）脱硝效率的影响,同时关注氨气逃逸现象。结果显示：温度是SNCR的控制因素,低温情况下,SNCR脱硝效率很低,温度从750℃提升至1 000℃,脱硝效率先提高并在950℃达到峰值,因为NH3的还原作用出现拐点。在低温下提高NSR对脱硝效率的影响不大,温度提高至SNCR反应温度时,提高NSR可以有效促进脱硝反应,但是过高的NSR因为竞争反应会使脱硝效率的增加放缓,NSR=1.5较为合适。低温下,NSR越大,氨气逃逸现象越严重,随着温度增加,SNCR反应提升,氨气逃逸得到明显改善。     

循环流化床烟气SNCR脱硝机理与实验

采用电加热循环流化床锅炉模拟实际烟气,在炉膛出口喷入氨水或同时添加H2、CH4进行脱硝,实验结果表明:最佳停留时间、氨氮物质的量之比分别为0.6,s和1.5,氨水最佳反应温度为920,℃,添加H2最佳温度降低至750,℃,添加CH4最佳温度降低至840,℃.同时为深入认识其化学反应规律,采用基元反应动力学模型对氨水与NOx反应进行了模拟计算,模拟结果表明,该基元反应模型较好地解释了反应机理.     

循环流化床锅炉选择性非催化还原脱硝工艺喷氨流场数值模拟研究

针对具体的工程项目,采用流场分析软件FLUENT,研究了喷嘴各参数对喷射流型的影响,同时研究了各种喷嘴布置对氨在旋风分离器及其下游烟道中分布的影响。研究表明,如果选择合适的喷嘴,优化喷氨点布置,使氨在锅炉炉内分布得更均匀,充分地与氮氧化物接触,可得到较高的系统脱硝率。     

600MW超临界锅炉SNCR烟气脱硝系统的启动调试

介绍了600MW超临界锅炉SNCR烟气脱硝原理及脱硝工艺,分析了锅炉燃烧褐煤时尿素溶液流量、喷射枪的位置和机组负荷等参数对NOx排放浓度的影响,给出一般运行工况下的操作指导,初步得出不同负荷下的优化运行经验,总结了SNCR烟气脱硝工程的调试经验,并指出调试过程需要注意的问题。     

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。     

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。     

对用烃类和氨为还原剂的脱硝技术的计算分析

采用Chemkin 4．0软件包中基状流反应器和Miller等人的化学动力学模型,对再燃、先进再燃、选择性非催化还原（SNCR）以及加入烃类的SNCR反应的原理进行了模拟计算和比较分析,研究了不同反应温度、再燃燃料比和停留时间对脱硝效率的影响。计算结果表明,先进再燃引入氨基还原剂,可以拓宽脱硝的有效温度区间,加快反应速率,提高脱硝效率约20％,优于常规再燃技术;SNCR反应中加入很少量烃类（烃／NO〈1）可以增加其有效的脱硝温度范围,加快脱硝反应速率,使完成脱硝反应所需时间缩短一半,在较低的反应温度下达到较高的脱硝效率;而先进再燃达到相当的脱硝率则需要消耗超过15％的再燃燃料。     

钒基SCR催化剂动态反应及氨存储特性的试验研究

试验研究了温度和空速对催化还原反应速率、NOx转化效率、氨存储、氨泄漏的影响,分析了氨存储释放过程以及氨存储量与NOx转化效率的关系。试验结果表明:温度对催化还原反应速率的影响非常大,在20 000/h空速下400℃时的平均反应速率是200℃时的17倍;而空速对反应速率的影响很小,在同一温度下空速从20 000/h变化至50 000/h时,平均反应速率基本保持不变;但增大空速加快了氨泄漏,使得氨泄漏出现的时间提前,从而限制了NOx转化效率的进一步提高,温度对氨饱和存储量的影响比空速的影响大,在200℃和240℃时NOx转化效率基本与氨存储量呈线性关系,在大于320℃时氨存储量对NOx转化效率的影响较小。     

以多孔陶瓷为载体的V2O5-WO3-SiO2/TiO2催化剂上NH3选择性催化还原NO的实验研究

采用多孔陶瓷载体担载V2O5-WO3-SiO2／TiO2催化剂研究NH3选择性催化还原气体中的氧化氮，在固定床积分反应器中考察了温度、NH3投入量、接触时间对SCR反应的影响，实验结果表明，多孔陶瓷载体可提供较大的比表面积，催化剂活性组分负载均匀；催化剂具有良好的催化活性，催化剂能在适宜反应条件下：反应温度、接触时间、n(NH3／NO)分别是350℃，0．8～1．0s，1．25：1，此时NO转化率可达90％以上。并根据实验结果进行了反应动力学行为的分析，求出了动力学参数。     

Hardystonite/palladium nanocomposite as a high performance catalyst for electrochemical hydrogen storage and Cr(VI) reduction

In this work, the catalytic performance of hardystonite/palladium nanocomposite (HT/Pd) for hydrogen evolution reaction (HER) and reduction of organic pollutants in water has been studied. For this purpose, palladium nanoparticles (Pd NPs) were synthesized by laser ablation in liquid (LAL) method in different concentrations and decorated on hardystonite substrate using a simple method. HT/Pd nanocomposite was characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analyses. The prepared nanocomposites were coated on a stainless steel mesh and their HER activity was investigated using cyclic voltammetry (CV). The results indicated that HT/Pd catalyst had good HER performance and capability of hydrogen storage. Moreover, HT/Pd nanocomposite with high surface area exhibited excellent catalytic activity in Cr(VI) reduction within 2.5 min.     

以水为工质的EHD强化管内对流换热实验研究

以水作为工质,实验研究了EHD(Electrohydrodynamics)对水套管式换热器内对流换热过程的强化作用机理。实验中,在水套管换热器换热管中心设置一直流式高压电极,电极电压DC设置范围为0～40 kV,分别进行了5组不同流量下不同电压值的组合强化实验。实验结果表明:不同管内流量条件下电场对管内传热过程均有不同程度的强化作用,当流量为0.1 m3/h时,其电场强化系数θ最大,为1.224;流量为1.0 m3/h时,电场强化系数θ最小。实验证实了电场对于以水为工质的对流传热过程具有强化作用,但电场强化效果具有对流量变化敏感性的特点,同流量下存在最佳强化电压值而非电压值越高强化效果越大。     

渐缩型混合室引射式低压加热器加热性能实验研究

提出了一种渐缩型混合室结构的引射式低压加热器,用实验方法研究该加热器低进汽压力下的加热性能,分析了加热器入口参数对引射系数、出口温度和加热效率的影响。结果表明:在一定蒸汽压力下入水压力越高,引射系数越小;进水温度20℃下加热器出口温升达到或超过60℃;加热效率达到90%;加热器对入口参数的变化有良好的适应性,基本消除运行中高压入水进入低压蒸汽管道的危险,该装置可望在热力发电厂低压加热系统中得到应用。     

Study on electrochemical and mass transfer coupling characteristics of proton exchange membrane (PEM) fuel cell based on a fin-like electrode surface

Proton exchange membrane (PEM) Fuel cells are widely used because of its environmental protection and high efficiency. In the present study, a novel fin-like structure of the electrode surface is investigated by establishing the theoretical model and numerical simulating. For this purpose, the influence of different fin spacing and pressure boost on the performance of the PEM fuel cell is analyzed by numerical simulation. Results show that increasing pressure of cathode or both side experiences greater performance improvement compared to the other cases, and the maximum values of power density during both conditions is founding for fin density 1/1, followed by fin density 1/12, then last the basic model. Furthermore, the analysis shows that increasing CL surface area combined with cathode pressurization is the best strategy for fuel cell performance optimization. The fin structure under the condition of cathode pressurization can effectively reduce the transmission resistance and over potential of the fuel cell by theoretical calculation, which is coinciding well with the simulation results.