循環(huán)流化床鍋爐NSCR脫硝過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、氮氧化物（NOx）的大量排放對(duì)人類賴以生存的環(huán)境造成了嚴(yán)重危害，遇水形成酸雨進(jìn)而破壞陸地植被、農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至形成光化學(xué)煙霧破壞人體呼吸系統(tǒng)，減少NOx的排放勢在必行。工業(yè)排放是NOx的主要來源，而電力行業(yè)的NOx排放量占到工業(yè)排放總量的70％左右，從電力行業(yè)入手來降低NOx的排放量是必然的?？刂芅Ox排放的措施有煙氣脫硝技術(shù)和低氮燃燒技術(shù)，煙氣脫硝技術(shù)中的選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于CFB鍋爐中，由于循環(huán)流化床鍋爐

2、的旋風(fēng)分離器內(nèi)部具有適合SNCR反應(yīng)發(fā)生的溫度窗口、停留時(shí)間的條件。本文以旋風(fēng)分離器為研究對(duì)象，分析多種因素對(duì)SNCR系統(tǒng)的脫硝效率的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)該循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行SNCR脫硝系統(tǒng)的物料平衡計(jì)算和熱損失計(jì)算，獲得數(shù)值模擬所需要的關(guān)鍵參數(shù)，如在脫硝過程中需要的還原劑用量、稀釋水的用量等，計(jì)算該鍋爐在經(jīng)過SNCR脫硝改造后熱效率的變化，說明了循環(huán)流化床鍋爐安裝SNCR脫硝系統(tǒng)具有可行性。同時(shí)介紹了三種煙氣脫硝

3、系統(tǒng)，給出了各系統(tǒng)的組成部分、對(duì)還原劑儲(chǔ)存罐的各個(gè)要求，同時(shí)分析了個(gè)脫硝系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。⑵利用物料平衡計(jì)算的結(jié)果，借助Fluent平臺(tái)對(duì)旋風(fēng)分離器內(nèi)部的速度場、壓力場等展開分析，并設(shè)置了九種不同的還原劑噴嘴的布置方式，對(duì)比九種布置方式下還原劑的濃度分布和氨氮摩爾比的分布，選擇了入口內(nèi)側(cè)六只噴嘴的布置方式來進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。⑶選擇合理的SNCR反應(yīng)機(jī)理，結(jié)合選定的還原劑噴嘴的布置方式，利用Fluent軟件分析了溫度、氨氮摩爾比(NSR)、氧含量

4、、噴射參數(shù)、循環(huán)灰等因素對(duì)脫硝效率的影響。從計(jì)算結(jié)果中能夠看出，隨著溫度的上升，脫硝效率隨之升高后又降低，氨逃逸逐漸減少，在915℃左右脫硝效率達(dá)到頂峰。NSR的增加，反應(yīng)的溫度窗口變寬，然而最佳脫硝溫度并沒有變化，氨逃逸量也會(huì)增加。還原劑的噴射速度、霧化粒徑、霧化錐角參數(shù)對(duì)脫硝效率與氨逃逸的影響較小。考慮到循環(huán)灰作用，脫硝效率得到提高，溫度窗口變寬，氨逃逸下降。加入例如H2、 CH4、CO等氣體，促使反應(yīng)溫度窗口朝著低溫的方向挪動(dòng)，但