首页> 正文

燃煤电厂SCR烟气脱硝装置的冷模实验和CFD数值计算研究

2020-11-29阅读(966)

燃煤电厂SCR烟气脱硝装置的冷模实验和CFD数值计算研究

论文摘要

目前我国仍主要依靠煤炭为主要的一次能源,煤炭燃烧产生的烟气中含有烟尘、硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOX)和CO2等污染物,这些污染物排入大气,已经造成了严重的环境问题,是我国经济可持续发展急待解决的重要问题。“十一五”期间及以后相当长的时间内节能减排都将是我们工作的重点。从2005年开始,国内燃煤电厂烟气脱硝市场进入指数增长期,大量的新建和改造火电厂均需要安装采用选择性催化还原(SCR)技术的烟气脱硝装置。选择性催化还原(SCR)技术是目前普遍采用的烟气脱硝技术,约占整个市场份额的90%。本文详细介绍了国内、国际氮氧化物(NOX)排放及控制的现状,以及选择性催化还原(SCR)技术的基本应用原理。目前,燃煤电厂的氮氧化物(NOX)排放量约占全国整个排放量的60%以上,所以其减排量至关重要。在实际工程应用中,选择性催化还原(SCR)反应器第一层催化剂层入口的烟气流速和氨气浓度分布关系到整个装置的运行效率。通常在工艺设计过程中均需对整个反应器进行冷模实验(FMT)和CFD数值计算研究,以保证必须的催化剂入口烟气流速和氨气浓度分布。但是目前可以提供这一研究工作的主要是国外供应商,需要较高的研究费用,同时这也不利于我们对选择性催化还原(SCR)脱硝系统的核心设计技术的掌握。针对厦门嵩屿电厂燃煤电站锅炉选择性催化还原(SCR)脱硝反应器,我们搭建了1/12原型大小的物理流体模型,在冷态条件下进行了实验。同时对该反应器进行了CFD数值计算研究,通过多个方案的计算和分析寻优,获得了最终的优化方案。结果表明,CFD计算和冷模实验的结果吻合地很好,为最终确定系统的优化提供了理论依据和可能的解决方案,以确保在尽量减少压力损失和防止系统堵灰的情况下,SCR装置的最大运行效率。国内燃煤电厂选择性催化还原(SCR)烟气脱硝装置正大量上马,但是相关的设计基准却没有跟上,当然建立起一整套该装置的CFD数值计算研究和冷模实验研究的相关规范也显得尤为重要。本文最后总结了选择性催化还原(SCR)脱硝装置的结构优化部分设计要点。并针对SCR反应器FMT仿真和CFD计算主要存在的问题,结合本文实例给出了部分的注意要点。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 氮氧化物（NOX）的生成和控制
  • 1.2 国内氮氧化物（NOX）排放及控制的现状
  • 1.3 国际氮氧化物（NOX）排放及控制的现状
  • 1.4 选择性催化还原（SCR）技术在燃煤电厂烟气脱硝工程中的应用
  • 1.5 选择性催化还原（SCR）反应器 FMT 及 CFD 数值计算研究现状及存在 的问题
  • 1.6 本文的研究内容
  • 第二章 选择性催化还原（SCR）技术及烟气脱硝系统
  • 2.1 选择性催化还原（SCR）原理
  • 2.2 选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统构成
  • 2.2.1 SCR 反应器
  • 2.2.2 喷氨格栅（AIG）
  • 2.2.3 SCR 反应器的吹灰装置
  • 2.2.4 液氨储存和氨的制备
  • 2.2.5 脱硝控制系统
  • 2.2.6 电气系统
  • 2.3 选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统的关键技术
  • 2.4 本章小节
  • 第三章 实际 SCR 项目介绍和 FMT 物理模型搭建
  • 3.1 项目主要设计参数
  • 3.1.1 SCR 装置入口烟气参数
  • 3.1.2 SCR 反应器设计参数
  • 3.2 项目布置情况
  • 3.3 相似和模化准则
  • 3.4 物理模型
  • 3.5 实验要求
  • 3.6 实验过程
  • 第四章 计算流体力学（CFD）理论基础及应用
  • 4.1 计算流体力学理论基础
  • 4.1.1 统一的流体动力学方程组
  • 4.1.2 二阶封闭湍流模式方程组
  • 4.1.3 蜂窝式催化剂的多孔介质模型
  • 4.1.4 通用微分方程
  • 4.1.5 离散化方法
  • 4.2 计算流体力学（CFD）的发展和应用
  • 4.3 FLUENT 软件简介
  • 4.4 实际项目 CFD 计算
  • 第五章 冷模实验和 CFD 数值计算结果分析
  • 5.1 基本方案研究
  • 5.1.1 基本方案流场速度分布
  • 5.1.2 基本方案示踪气体分布
  • 5.2 优化方案的选择
  • 5.2.1 不对称扩张段的优化方案
  • 5.2.2 不同方案的研究
  • 5.3 最终实验方案
  • 5.3.1 最终流场速度分布
  • 5.3.2 最终示踪气体分布
  • 5.3.3 最终系统阻力
  • 5.3.4 系统积灰的研究
  • 5.4 本章小节
  • 第六章 结论与建议
  • 6.1 选择性催化还原（SCR）脱硝装置的优化
  • 6.1.1 选择性催化还原（SCR）脱硝装置的结构优化设计要点
  • 6.1.2 选择性催化还原（SCR）脱硝装置的烟道系统设计要点
  • 6.2 FMT 仿真及CFD 计算过程中有关问题的注意要点
  • 6.2.1 FMT 仿真注意要点
  • 6.2.2 CFD 计算注意要点
  • 6.3 有关 SCR 装置设计的建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 论文发表

    • 相关论文文献

    • [1].不同进风方式喷雾干燥过程的CFD模拟研究[J]. 现代化工 2020(01)
    • [2].过冷沸腾自然对流两相CFD模拟及应用[J]. 原子能科学技术 2020(01)
    • [3].基于CFD减速器温度场及影响因素分析[J]. 矿山机械 2020(01)
    • [4].庄旺煤矿综掘工作面热环境特性的CFD数值模拟[J]. 采矿技术 2020(01)
    • [5].CFD技术在化工机械设计中的应用[J]. 化学工程与装备 2020(02)
    • [6].基于CFD数值模拟的中小学建筑交往空间风环境设计研究——以宜昌市联合中小学为例[J]. 城市建筑 2019(32)
    • [7].一种耦合CFD修正的螺旋桨快速设计方法[J]. 航空学报 2020(02)
    • [8].基于CFD的止回阀优化设计与数值研究[J]. 区域供热 2020(01)
    • [9].基于CFD的变压器室通风散热数值模拟及优化分析[J]. 建筑节能 2020(02)
    • [10].考虑绞凸特征的输电线气动力CFD模拟[J]. 铁道科学与工程学报 2020(01)
    • [11].CFD技术在湿法冶金中的应用及发展方向[J]. 湿法冶金 2020(02)
    • [12].基于CFD方法的空调风管除霜性能开发[J]. 汽车实用技术 2020(05)
    • [13].气井柱塞举液机理CFD模拟及工艺参数优化[J]. 石油机械 2020(03)
    • [14].CFD模拟技术在厌氧工艺开发中的应用方法概述[J]. 工程建设与设计 2020(08)
    • [15].核电站中气溶胶再悬浮的CFD研究[J]. 原子能科学技术 2020(05)
    • [16].基于CFD的风洞及循环水槽设计系统程序开发[J]. 中国舰船研究 2020(02)
    • [17].大型湿冷汽轮机1450mm末级叶片CFD数值研究[J]. 汽轮机技术 2020(02)
    • [18].CFD技术在人工光植物工厂的应用前景[J]. 河北农机 2020(02)
    • [19].CFD技术在化工机械设计中的应用[J]. 化工管理 2020(14)
    • [20].CFD中统计误差的数值精度分析[J]. 航空学报 2020(04)
    • [21].CFD技术在航空燃气涡轮发动机原理教学中的应用探讨[J]. 中国教育技术装备 2019(23)
    • [22].基于CFD船式拖拉机船壳优化与设计[J]. 机械设计与研究 2019(06)
    • [23].发动机催化转化器结构优化及CFD模拟[J]. 中国农机化学报 2020(05)
    • [24].基于CFD技术的调速型液力偶合器两相流分析方法研究[J]. 液压与气动 2020(06)
    • [25].气垫悬浮运输系统气垫单元承载特性的CFD仿真[J]. 液压与气动 2020(06)
    • [26].基于CFD的潜艇排放口结构优化与仿真分析[J]. 舰船科学技术 2020(09)
    • [27].基于CFD仿真计算的襟翼舵水动力研究[J]. 舰船科学技术 2020(07)
    • [28].基于CFD的探究性学习在“工程流体力学”教学中的应用[J]. 大学教育 2020(06)
    • [29].基于CFD模拟的原油管道携水特性研究[J]. 材料保护 2020(04)
    • [30].基于CFD的露天矿自移式排岩机抗风稳定性研究[J]. 机械工程与自动化 2020(03)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  ;  

    燃煤电厂SCR烟气脱硝装置的冷模实验和CFD数值计算研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2025 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5