垃圾焚燒煙氣脫硝的CFD數(shù)值模擬研究.pdf

1、氮氧化物是大氣的主要污染物之一,具有很大危害,而垃圾焚燒容易產(chǎn)生氮氧化物等有害氣體?！笆濉币?guī)劃中明確指出提高垃圾焚燒比例表明排放出的氮氧化物總量會(huì)增多,與此同時(shí)控制焚燒爐出口的氮氧化物的標(biāo)準(zhǔn)提高了,現(xiàn)有的垃圾焚燒爐排放出的氮氧化物會(huì)超出即將出臺(tái)的修訂標(biāo)準(zhǔn)的范圍,因此如何對(duì)現(xiàn)有垃圾焚燒廠進(jìn)行改造使得排放出的氮氧化物滿足即將出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。已有研究表明在垃圾焚燒廠中增加選擇性非催化還原(SNCR)工藝能較為經(jīng)濟(jì)和有效的去

2、除焚燒爐中的氮氧化物。因此對(duì)垃圾焚燒廠進(jìn)行改造增設(shè)專(zhuān)門(mén)的脫硝工藝—SNCR工藝。
　　本文針對(duì)此種情況利用計(jì)算流體力學(xué)軟件(CFD)對(duì)處理量為400t/d的垃圾焚燒爐進(jìn)行建模計(jì)算分析,采用數(shù)值模擬方法為垃圾焚燒爐改造增設(shè) SNCR脫硝工藝的設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。本次的數(shù)值研究從三個(gè)方面著手。首先,建立焚燒爐的燃燒模型,考察了焚燒爐內(nèi)的燃燒狀況,并結(jié)合焚燒廠的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)所建立的模型進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證。其次,建立了還原劑噴射模型,考察了還

3、原劑進(jìn)入焚燒爐內(nèi)的蒸發(fā)和混合的規(guī)律,選擇適合此焚燒爐的噴氨參數(shù)和噴嘴布置方式,同時(shí)可以為其他焚燒爐選擇噴氨參數(shù)作為依據(jù)。最后,將焚燒爐中的燃燒狀況和選擇好的噴氨參數(shù)和噴嘴布置方式作為 SNCR反應(yīng)的邊界條件,進(jìn)行模擬計(jì)算后得到最終的脫硝效果。此外,還對(duì)二次風(fēng)對(duì)焚燒爐的影響進(jìn)行了一系列的考察。研究結(jié)果表明:通過(guò)對(duì)焚燒爐進(jìn)行簡(jiǎn)化、建模和計(jì)算,計(jì)算結(jié)果同實(shí)際焚燒爐的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,模擬的溫度和組分?jǐn)?shù)值同實(shí)際測(cè)量值符合較好,表明簡(jiǎn)化條件的合理和建

4、立的模型的可靠,選擇爐高10-32m段作為SNCR反應(yīng)區(qū)域。通過(guò)對(duì)還原劑的液滴粒徑、噴射速度、噴射角、噴口溫度、氣流速度和噴射量的計(jì)算,考察還原劑進(jìn)入焚燒爐的噴射距離和蒸發(fā)混合規(guī)律。在有限速率模型中適當(dāng)?shù)奶岣咭旱瘟?、噴射速度和噴射量有助于提高噴射距離和還原劑與煙氣的混合效果。優(yōu)選得到適合SNCR反應(yīng)的液滴粒徑300μm、噴射速度30m/s、噴射角20°和左右墻各6個(gè)噴嘴對(duì)稱(chēng)布置的方式噴氨。最終對(duì)SNCR反應(yīng)進(jìn)行模擬計(jì)算,得到焚燒爐出口