论文总字数：19059字

摘 要

随着我国对氮氧化物（NOx）排放标准的提高，以燃煤为主的火电厂如何减少氮氧化物的排放越来越受到重视。在众多的脱销方法中，选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠、无副产物等优点，在世界上得到广泛的应用。

SCR脱硝反应器结构复杂，一般布置在锅炉尾部省煤器与空气预热器之间的高粉尘区，气固流场紊乱，导致催化剂利用率低。本文以660MW燃煤锅炉所配置的SCR烟气脱硝装置为研究对象。主要研究内容如下：通过对已知数据的分析，设计SCR反应器三维模型，利用FLUENT流体力学数值计算软件，对SCR反应器烟道进行了数值模拟计算。通过对SCR反应器烟道流场的数值模拟，分析了有无导流板时烟道流场分布，结果表明适当的导流板能让烟道流场变得更均匀。通过分析催化剂层对SCR反应器流场的影响，结果表明催化剂层对反应器内流场有改善作用。

关键词 烟气脱硝；SCR; 流场；数值模拟

The design and study on the flow field with SCR denitrification reactor in 660MW coal-fired boiler-1

Abstract

The nitrogen oxides(NOx) emission standards to be more stringent, it attracts more and more attention to reduce nitrogen oxides from coal-fired power plants. The selective catalytic reduction (SCR) technology for flue gas has been used widely in power plants all over the world, which has the advantage of the high denitration efficiency, reliability service, no by-products, and so on.

SCR reactors are complicated, which is usually settled at the high concentration area of dust between economizer in the end of the boiler and the air preheater. Therefore, the flow field of gas-solid is disordered. The efficiency of Catalyst utilization is low. Using computational fluid dynamics software FLUENT, the flow field of the flue of SCR in a 660MW power plant unit is simulated in this paper. The main research contents and results are as follows. I design the 3D model of SCR through the analysis of the known data. The flow field of the flue of SCR is simulated whether there are guide vanes or not. The results show that the flow field of flue becomes more uniform with proper guide vanes. The role of catalyst layer to the flow field of flue is analyzed, the results show that catalyst layer can improve the flow field of flue.

Key words: Flue gas denitration; SCR; Flow field; Numerical simulation

目 录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 SCR烟气脱硝系统国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 SCR脱硝技术概述 3

1.3.1 SCR脱销系统工作原理 3

1.4 SCR脱销系统优化设计 5

1.4.1 优化设计的目的 5

1.4.2 对SCR脱硝系统进行流场模拟的方法 5

1.4.3 CFD数值模拟方法的选择 6

第二章 SCR脱硝系统数值计算方法 7

2.1 引言 7

2.2 SCR脱销系统问题的控制方程 8

2.2.1 控制方程 8

2.2.2 控制方程的离散 10

2.2.3 控制方程的求解 10

2.3 控制方程的单值性条件 11

2.4 网格划分原则 12

2.5 数值计算误差分析 13

第三章 SCR脱硝反应器设计 15

3.1 SCR脱销系统初始数据 15

3.2 SCR脱销系统物理模型计算 16

3.3 SCR脱销系统物理模型 16

第四章 SCR脱硝系统流场设计 18

4.1 未加导流板的流场数值模拟分析 18

4.1.1 几何模型及网格划分 18

4.1.2 边界条件 19

4.1.3 结果分析 19

4.2 加装导流板后装置的流场数值分析 22

4.2.1 加装导流板后的几何模型及网格划分 22

4.2.2 加装导流板后的边界条件 24

4.2.3 结果分析 24

4.3 加催化剂层后的流场分析 27

4.4.1 催化剂的结构 27

4.4.2 加催化剂层后的流场分析 27

4.4.3 加催化剂层的速度分布 28

第五章 结论与展望 30

5.1 结论 30

5.2 不足与展望 30

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

我国是世界第一产煤大国，煤炭是我国最主要的一次能源。从我国近三十年的能源生产供应构成来看，原煤生产量居于各能源之首。在未来相当长的时期内，我国以煤为主的能源供应和消费格局难以改变，随着煤炭增长方式的转变、煤炭用途的扩展，煤炭的战略地位更加重要。与能源紧密相连的是环境问题。20世纪重大的大气环境污染事件，如酸雨、臭氧减少、全球气候变暖、光化学烟雾污染、城市煤烟雾等，都与燃煤有关。大气中的主要污染物，二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘、颗粒物、有机污染物、重金属的主要来源都是煤的燃烧，这些污染物对人类健康和生态环境造成了不可逆转的损害。近年来，NOx对环境的污染尤为严重。

氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一，是重要的大气污染物。通常所说的氮氧化物有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5等多种形式。各种污染源产生的氮氧化物中，绝大部分为NO，其他形式的氮氧化物相对较少。NO毒性不是很大，但是其在大气中可以氧化生成NO2，NO2比较稳定，其毒性是NO的4-5倍。NOx排入大气中后，通过物理、化学作用，引发一系列的环境问题。

请支付后下载全文，论文总字数：19059字