SCR反应器入口速度与氨分布不均匀性对脱硝性能的影响

描述入口速度分布不均匀性的相对速度偏差定义如下：

式中：n为测点总量；vi为第i个测点的速度；v0为所有测点速度的平均值。

描述入口氨分布不均匀性的相对浓度偏差定义为

式中：Ci为第i个测点的氨浓度；C0为所有测点氨浓度的平均值。

目前工程上在设计SCR系统时一般会将SCR反应器入口截面的速度偏差控制在15%以内，浓度偏差控制在5%以内。

2结果与讨论

2.1入口速度与氨分布形态对脱硝性能的影响

本文在入口平均氨氮比为0.95、平均空速为4000h−1、温度为375℃、NO浓度为410.7mg/m3的条件下，选取均匀分布与9种不均匀分布，统一取速度偏差为15%、浓度偏差为5%，计算得到不同的分布形态对反应器出口NO和NH3浓度的影响，如图4所示。

图4不同分布形态对脱硝性能的影响

由图4可以看到，在设定的工况下，入口速度与氨浓度均匀分布时，反应器出口的NO浓度为48.46mg/m3，氨逃逸为1.82mg/m3，满足NOx超低排放的标准。入口的不均匀分布形态影响脱硝性能，当入口为不均匀分布时，出口氨逃逸仍均小于3mg/m3，但NO浓度均超过50mg/m3。

不均匀分布下的出口NO浓度普遍升高，可以达到54mg/m3以上，最高的一维线性逆分布达到了56.35mg/m3，而某实测分布下的出口NO浓度为52.88mg/m3。同样的，不均匀分布下的NH3逃逸较均匀分布普遍更高，均达到了2mg/m3以上，一维线性正分布更是达到了2.85mg/m3，而实测分布下的氨逃逸为2.02mg/m3。

实测分布的脱硝性能好于线性分布的原因是实测分布大部分区域偏差较小，只有边角区域偏差大，而单通道的脱硝性能随入口速度和氨浓度的变化并非完全线性，因此实测分布下大多数通道的脱硝性能较好，只有少数通道存在

氮氧化物或氨排放超标的情况，而线性分布中，大多数区域均存在排放超标的情况，所以实测分布的脱硝性能会相对较好。

2.2入口分布不均匀度对脱硝性能的影响

一维线性的不均匀分布对脱硝性能影响最大，因此在下文中采用这种假设分布进一步分析同一工况下不同的相对分布偏差对脱硝性能的影响。计算中取平均入口空速为4000h−1、平均入口氨氮比为0.95、温度为375℃、入口NO浓度为410.7mg/m3，结果如图5、6所示。

图5速度偏差对脱硝性能的影响

由图5可以看到，在设定的3%和5%的浓度偏差下，随着速度偏差的上升，出口NO和NH3的浓度均上升。绝大多数工况下出口NO浓度均超过了50mg/m3，但出口NH3浓度均低于3mg/m3。

延伸阅读：

燃煤电厂脱硝设施运行绩效提升技术研究

超低排放电站锅炉SCR脱硝装置的故障诊断及运行优化研究

燃煤电厂600MW机组烟气脱硝系统的总体设计

最新最全 国内外脱硝技术的现状及展望