1、面對日益嚴(yán)格的NO<,x>排放標(biāo)準(zhǔn)，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)作為一種成熟的煙氣后處理技術(shù)在我國逐漸開始從國外引進(jìn)并推廣應(yīng)用。對SCR系統(tǒng)開展數(shù)值模擬和優(yōu)化分析可以考察脫除反應(yīng)的各種因素，深入認(rèn)識催化反應(yīng)與傳遞耦合的基本物理現(xiàn)象，以及催化反應(yīng)內(nèi)部過程特性，揭示物理現(xiàn)象與過程的基本規(guī)律，為催化劑設(shè)計(jì)、流道優(yōu)化以及反應(yīng)強(qiáng)化提供理論依據(jù)，并有利于消化吸收引進(jìn)技術(shù)、破解核心技術(shù)和開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。 本文的主要研究內(nèi)

2、容分為兩大部分：第一部分運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法對選擇性催化還原(SCR)法脫硝系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，這是本文的核心內(nèi)容。在結(jié)合國外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，通過對SCR系統(tǒng)多方位全面系統(tǒng)的研究，了解其內(nèi)部構(gòu)造、煙氣流動(dòng)特性、化學(xué)動(dòng)力學(xué)特性等，選擇合理的數(shù)值計(jì)算模型，確定各種數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬。對SCR的數(shù)值模擬可以表現(xiàn)出SCR系統(tǒng)每個(gè)幾何布置的運(yùn)行特性。通過優(yōu)化幾何布置可以成功地設(shè)計(jì)出一個(gè)達(dá)標(biāo)可靠的系統(tǒng)。本文首先使用FLUENT對鍋爐最大連續(xù)

3、蒸發(fā)量工況下SCR系統(tǒng)的流場進(jìn)行三維模擬，并根據(jù)流場分布特性自行設(shè)計(jì)煙氣導(dǎo)流裝置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流場的優(yōu)化，提高系統(tǒng)工作效率。其次，對于使用不同尺寸的噴氨格柵，利用組分傳輸方程對反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物的濃度分布進(jìn)行數(shù)值模擬。比較了使用三種不同尺寸噴嘴時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物摩爾比分布情況并分析了摩爾比發(fā)生變化的原因。 第二部分以SCR反應(yīng)器的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，利用MATLAB建立SCR反應(yīng)器的動(dòng)態(tài)仿真模型，并進(jìn)行了模型的穩(wěn)態(tài)計(jì)算。由FLUENT

4、計(jì)算出鍋爐最大連續(xù)工況(BMCR)、鍋爐額定工況(THA)、75％THA、40％THA和30％THA五種工況下的煙氣速度場和煙氣組分濃度場，作為模型邊界條件。同時(shí)，在仿真模型的基礎(chǔ)上，對NO<,x>濃度、NH<,3>濃度、溫度、煙氣流量等擾動(dòng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果趨勢正確，分析結(jié)果表明本文建立的數(shù)學(xué)模型具有較強(qiáng)的實(shí)用性。 以上述工作為基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)了SCR系統(tǒng)的導(dǎo)流裝置和噴氨格柵，使得系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，并且建立了選擇性催化還原