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2.5喷射速度的影响
喷入点选在内侧,喷雾锥角为60°、雾化粒径为90μm、喷射速度为40m/s、80m/s、120m/s工况下分离器入口断面的还原剂浓度分布模拟结果如图8所示。从图8可看出,随着喷射速度的增加,还原剂穿透距离加大,更容易扩散到烟气中,分离器入口截面的浓度分布变得更均匀,将有利于提高脱硝效率,因此,在保证其他条件一定的情况下,适当提高喷射速度有利于脱硝反应。
2.6雾化粒径的影响
计算了喷射速度为40m/s、喷射锥角为60°,雾化粒径为50μm、90μm、130μm的分离器入口断面浓度分布如图9所示,可见,随着雾化粒径的增加,还原剂的穿透距离增大,分离器入口断面的浓度分布更均匀。这是因为雾化粒径提高后,单个颗粒的体积增大,气化后产生的气团体积也增大,更容易扩散到烟气中,增强了还原剂与烟气的混合。因此,在其他条件一定的情况下,可以通过适当增大雾化粒径来提高SNCR脱硝效率。
2.7喷雾锥角的影响
图10给出了喷射速度为40m/s、雾化粒径为90μm条件下不同喷雾锥角对分离器入口还原剂浓度分布的影响。当喷雾锥角由30°增大到90°时,还原剂在分离器入口的浓度分布相差不大,这是因为随着喷雾锥角的增加,还原剂的初始扩散面积加大,但是穿透距离也会随之减小,且由于喷射方向与壁面垂直,增大锥角时靠近分离器入口断面内侧的浓度会随之增加,故总体均匀性会略微变差,所以,对该分离器而言,增大喷雾锥角并不能起到正面效果。
3结语
采用CFD软件对某75t/h燃煤型循环流化床锅炉SNCR+SCR联合脱硝流场进行了数值模拟,比较了SCR部分优化前后的速度分布、浓度分布,并重点研究了SNCR还原剂喷入点的位置、喷射速度、喷雾粒径、喷雾锥角对SNCR脱硝的影响。结果表明:
(1)在SCR脱硝装置烟道中设置合理的导流装置后,首层催化剂入口断面的速度分布有了明显改善,有利于减轻催化剂的磨损和积灰,延长催化剂使用寿命。优化前后SCR部分氨浓度分布均匀性非常好,且相差不大,故进行SCR部分优化时可以仅考虑速度场,而忽略对浓度场的优化。另外,SNCR及SCR的烟气温度都处于各自的反应温度窗口内,有利于脱硝反应。
(2)还原剂喷入点设在进口烟道内侧(较外侧)时,还原剂更容易扩散到烟气中,更有利于加强还原剂与烟气的混合,提高SNCR脱硝效率。
(3)增大喷射速度和雾化粒径,均能增大还原剂的穿透距离,使得分离器入口的浓度分布更均匀,提高脱硝效率。
(4)增大喷雾锥角,分离器入口的浓度分布均匀性略微变差,故针对该装置,增大喷雾锥角对脱硝反应有负面影响。
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