尿素热解耦合SCR烟气脱硝实验及数值模拟研究

发布时间：2017-06-13 22:10

  本文关键词：尿素热解耦合SCR烟气脱硝实验及数值模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：氮氧化物NOx是一种大气污染物,可以造成酸雨,光化学烟雾,破坏同温层的臭氧层和对人体产生危害等。燃煤电厂是氮氧化物排放的主要来源之一,其排放的NOx成分中包含95%的NO和5%的NO2。随着环保政策的日益严格,寻求高效且经济的燃煤电厂NO控制技术迫切重要。 首先,本文采用柱塞流模型,进行了常规SNCR的模拟研究。研究了温度,氨氮比,停留时间,氧量等对SNCR过程影响。进一步分析了SNCR过程中尿素热解产物NH3和HNCO的历程,低温下HNCO较稳定,较高的温度下HNCO参与反应生成N20,表明选取合适的温度区间及停留时间,可以有效控制氨逃逸浓度及N20的生成。 其次,研究了尿素热解耦合SCR烟气脱硝系统在125MW四角切圆燃煤锅炉上的应用,该耦合系统的良好设计促进了NO和NH3在SCR反应器入口前的均匀分布,实验结果表明可以有效提升SCR反应的性能。在锅炉不同负荷下,1.2t/h的15%浓度的尿素溶液喷入炉膛内,该耦合系统可以达到85%以上的脱硝率,氨逃逸浓度小于5ppm。在100MW和125MW负荷下,研究了尿素溶液流量的影响,结果表明尿素溶液最佳流量为1.2t/h,可将NO浓度排放控制在4Oppm以下。实际运行表明,尿素热解耦合系统是稳定,高效和经济的烟气脱硝方法。 最后,对300MW燃煤锅炉SCR反应器采用数值模拟计算进行了优化,获得了最终方案导流板的形式和布置位置,第一层催化剂入口处烟气速度偏差为5.84%,氨浓度分布偏差3.79%,SCR脱硝率为83%,氨逃逸浓度1.6ppm。按照1：15的比例搭建了冷态模型实验台,模型实验结果数值模拟吻合良好,为实际的SCR工程项目提供设计指导。
【关键词】：氮氧化物 化学动力学计算 选择性非催化还原 尿素热解 选择性催化还原 数值模拟 冷模实验
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X773
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 第1章 绪论11-30
• 1.1 课题背景11-15
• 1.2 燃煤电站锅炉NO_X产生机理及其影响因素15-18
• 1.2.1 热力型NO_X产生机理及影响因素15-16
• 1.2.2 快速型NO_X产生机理及影响因素16-17
• 1.2.3 燃料型NO_X产生机理及影响因素17-18
• 1.3 燃煤电站锅炉NO_X控制技术及经济性分析18-28
• 1.3.1 低氮燃烧技术简介19-20
• 1.3.2 SNCR烟气脱硝技术简介20-22
• 1.3.3 SCR烟气脱硝技术简介22-24
• 1.3.4 尿素热解耦合SCR烟气脱硝技术简介24-26
• 1.3.5 电厂烟气脱硝技术经济性分析26-28
• 1.4 论文主要研究内容28-30
• 第2章 选择性非催化还原反应过程化学动力学模拟30-48
• 2.1 选择性非催化还原反应机理研究现状30-32
• 2.2 化学动力学计算软件Chemkin及柱塞流反应器介绍32-35
• 2.3 模拟结果及分析35-46
• 2.3.1 温度及氨氮比NSR的影响35-37
• 2.3.2 氧量浓度的影响37-38
• 2.3.3 停留时间的影响38-39
• 2.3.4 氨逃逸及HNCO反应历程39-46
• 2.3.5 NO_XOUT过程中N_2O的生成量46
• 2.4 模拟计算说明46-47
• 2.5 本章小结47-48
• 第3章 瑞明电厂125MW锅炉尿素热解耦合SCR系统实验研究48-71
• 3.1 引言48
• 3.2 尿素热解耦合SCR系统介绍48-53
• 3.3 实验方法介绍53-54
• 3.4 实验结果及分析54-69
• 3.5 本章小结69-71
• 第4章 300MW燃煤电厂锅炉SCR反应器数值模拟研究71-92
• 4.1 引言71
• 4.2 工程项目概述71-74
• 4.3 研究方法74-76
• 4.4 烟道无导流板SCR反应器数值模拟76-80
• 4.4.1 模型及网格划分76-77
• 4.4.2 计算结果及分析77-80
• 4.5 初步布置导流板及优化设计80-83
• 4.6 最终导流板布置SCR数值模拟结果及分析83-87
• 4.7 空预器入口前速度优化87-90
• 4.8 本章小结90-92
• 第5章 300MW燃煤电厂锅炉SCR反应器物理模型实验92-104
• 5.1 引言92-93
• 5.2 冷态实验装置及工况93-95
• 5.3 实验测点及仪器设备95-98
• 5.4 冷态模型实验结果98-103
• 5.4.1 速度分布测量98-101
• 5.4.2 压力测量结果101-102
• 5.4.3 示踪气体CO浓度测量102-103
• 5.5 冷态模型实验结论103
• 5.6 本章小结103-104
• 第6章 全文总结和工作展望104-108
• 6.1 本文的主要研究内容和结论104-106
• 6.2 本文主要创新点106
• 6.3 本文的不足和下一步工作展望106-108
• 参考文献108-113

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：447737