烧结烟气SCR脱硝反应器流场模拟与设计优化

在设置导流板的基础上，在反应器本体首层催化剂前部设置整流器(方案3)。可以看出，气流经过整流器后，速度梯度明显减小，流场分布均匀性得到较大改善，回流现象几乎不存在，反应器本体空间得到充分利用;气流进入出口烟道，高速区也进一步减弱，气流分布更均匀。

图8所示为首层催化剂前部速度云图。

图8 首层催化剂前部速度云图

可以看出，未设置整流器的结构右侧速度明显大于左侧，导流板的加入并未改善流场分布的均匀性，而整流器的存在使得气流能够均匀地进入首层催化剂，从而使反应顺利进行。

4脱硝反应器温度分布

在燃煤烟气脱硝系统中，钒钨钛系催化剂的活性温度窗口为320～420℃，最佳反应温度窗口主要集中于340～380℃，SCR脱硝反应效率达到最高，约90%]。

相比于燃煤脱硝，烧结烟气温度较低，约200℃。除了保证SCR反应器内流场分布均匀外，温度场的均匀分布对脱硝效率的提高及系统的稳定运行也是关键所在。

图9所示为反应器(方案3)中心截面及首层催化剂前部的温度场分布云图。

图9反应器温度场分布云图

可以看出，气流温度在烟道内几乎没有变化，随后进入反应器本体至出口，靠近左边壁处虽然存在小部分气流温度变化明显，但整体分布较均匀，对脱硝反应有积极作用。

5结论

烧结烟气温度较低，脱硝条件苛刻，除了保证低温催化剂的性能外，SCR反应器内的流场分布对脱硝效率也有较大影响。该模拟对比了空塔及设置不同内构件时反应器内速度分布情况，得出以下结论。

(1)SCR反应器未设置内构件时，流场分布紊乱，可以推测，空塔时脱硝效率不高，且催化剂利用不充分、易堵塞。

(2)在反应器内设置导流板，对弯头处的烟气起到了较好的分流作用，烟道空间得到充分利用。

(3)首层催化剂前部设置整流器，对反应器本体内流场分布均匀性改善作用明显，温度场分布也较均匀，有利于脱硝效率的提高及催化剂的有效利用。

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