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图12 不同喷射角度数值模拟结果
表2 不同喷射方案模拟结果
2.2 SCR脱硝流场优化设计
目前,选择性催化还原(SCR)脱硝技术是治理燃煤电站NOx污染的最有效形式,其以装置结构简单、可靠性好、脱硝效率高等优点占据了世界80%的烟气脱硝市场。除了与催化剂活性有关外,SCR脱硝性能很大程度上决定于SCR装置内的流场。理想的流场可以减少催化剂冲刷磨损和积灰堵塞隐患,延长催化剂的使用寿命;可以使烟气与氨气在进入催化剂前混合均匀,有利于氨气与NOx充分反应以提高脱硝效率和减小氨逃逸率。图13是唐山某300MW锅炉SCR脱硝装置CFD模型网格划分及数值模拟结果,图14是优化前后催化剂入口断面速度分布和浓度分布对比的模拟结果。优化后的方案按1:10比例搭建物理模型(图15),并进行了物模试验验证,对比统计结果表3所示。研究结果表明:SCR脱硝系统没有优化措施时,第一层催化剂上游速度偏差很大,最大流速超过12m/s,浓度分布极不均匀;优化后第一层催化剂上游的速度分布和氨浓度分布都得到了改善,有利于减少催化剂层磨损、堵塞和氨逃逸,并提高脱硝效率;数值模拟结果和物模试验结果吻合进一步保证了优化设计的可靠性。
图13 SCR脱硝装置CFD模型网格划分及数值模拟结果
图14 优化前后催化剂入口断面速度分布和浓度分布对比
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