SCR脫硝系統(tǒng)非均勻噴氨技術研究.pdf

1、選擇性催化還原(SCR)脫硝技術已經廣泛應用于我國燃煤電站脫硝工程，但是隨著燃煤電站NOx排放限值日趨嚴格，特別是實施超低排放以來，燃煤電站的SCR脫硝工程出現(xiàn)諸多問題，包括氨大量逃逸、空氣預熱器腐蝕堵塞、催化劑磨損加速以及引風機超負荷等。主要原因在于，常規(guī)SCR脫硝技術采用均勻噴氨，而噴氨處的煙氣速度分布和煙氣中的NOx濃度分布都不均勻，為了達到高的脫硝效率，需要噴入過量的氨，導致不同區(qū)域的氨氮摩爾比差別較大，因此產生以上問題。為了解

2、決這些問題，東南大學提出了非均勻噴氨技術。本文采用數(shù)值模擬和工程測量的方法，以某電廠135MW燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)和某電廠2×130t/h燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)為對象，研究了采用非均勻噴氨策略時噴氨格柵(AIG)各參數(shù)對氨氮匹配效果的影響規(guī)律，設計了一套可以進行非均勻噴氨調節(jié)的噴氨格柵，提出了非均勻噴氨的實施方案。
　　首先以某電廠135MW燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)為研究對象，通過比較冷態(tài)試驗測量數(shù)據與數(shù)值模擬計算結果驗證了數(shù)值模

3、擬的有效性。隨后采用雷諾時均的方法模擬了整個SCR脫硝系統(tǒng)在非均勻入口條件下煙氣的流動和擴散過程，分析了噴氨策略、噴氨格柵噴口密度N、開孔率ψ、噴口角度α等參數(shù)對于SCR脫硝系統(tǒng)中氨氮匹配效果的影響，研究結果表明，采用非均勻噴氨法并且在N=15.34個/m2、ψ=0.0024、α=90°時反應器中的氨氮匹配效果最佳。隨后采用能夠更加精細地描述噴口附近湍流結構的大渦模型模擬了還原劑射流從噴氨格柵噴口射出后的運動發(fā)展情況，研究了噴氨區(qū)域中還

4、原劑射流之間以及其與主流煙氣之間的相互作用，分析了噴口結構對于氨氮混合效果的影響。結果表明，當噴氨格柵耦合系數(shù)ψ=4、噴口旋角γ=30°時，可以有效地強化反應器中的氨氮混合效果。
　　在上述研究的基礎上，為某電廠2×130t/h燃煤鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)設計了可以進行非均勻噴氨調節(jié)的噴氨格柵。由于噴氨格柵所在煙道呈現(xiàn)出狹長型的結構，綜合成本與脫硝效率等因素，提出單維度非均勻噴氨技術，即煙道長度方向根據煙氣速度與NOx濃度確定噴氨量，實

5、現(xiàn)非均勻噴氨;煙道寬度方向根據噴氨格柵中還原劑的流動與換熱特性設置節(jié)流元件，實現(xiàn)均勻噴氨。同時，通過數(shù)值模擬確定噴氨格柵的具體位置。
　　最后，通過現(xiàn)場測量獲得了該SCR脫硝裝置的流場分布與氨氮比分布情況，分析了本文所設計的噴氨格柵的實際性能與存在的問題。測量結果表明，該SCR脫硝裝置的脫硝效率可以達到96.3％，但是此時首層催化劑入口存在大量氨氮比大于1的區(qū)域，這會造成大量的氨逃逸，有必要進行非均勻噴氨調節(jié)。采用測量數(shù)據作為脫硝