烧结烟气臭氧脱硝工艺中气体分布器结构的数值模拟与优化

发布时间：2020-06-27 20:07

【摘要】：为了控制钢铁行业及其他行业的NOx的排放、保护大气环境,我国对脱硝工艺越来越重视。与选择性催化还原工艺(SCR)和选择性非催化还原工艺(SNCR)相比,臭氧脱硝技术不仅适用于低温烟气脱硝,同时由于臭氧的不稳定性,在常温下能慢慢分解为氧气,因此选用臭氧脱硝工艺还可以避免因臭氧逃逸造成的环境污染等问题。在工业中,无论是SCR、SNCR脱硝技术,还是臭氧脱硝技术,气体与NOx的混合均匀程度都是影响烟气脱硝系统脱硝效率的关键因素之一。由于气体分布器的结构会影响气体与NOx混合的均匀程度,因此本文主要针对气体分布器的结构开展研究。本文内容主要包括以下部分:首先,针对某200m~2烧结机排放出的烧结烟气进行臭氧脱硝工艺计算,明确所需臭氧量,再对烟道和气体分布器进行结构尺寸设计,并确定多组分气体参数及边界条件,以便后续开展流场模拟研究。然后,采用商用的CFD模拟软件Fluent14.0获得气体分布器管道内的气体流动特性,并在此基础上,考察了喷管喷射角度、单位支管喷管数量以及混合距离对气体混合效果的影响。结果表明:当喷管总数一定时,随着喷管喷射角度的增大,气体扰动性加强,臭氧浓度相对标准偏差与速度相对标准偏差均降低。喷管喷射角度相同时,随喷管数量的增加,气体混合效果也随之改善。但无论何种气体分布器结构,随混合距离的增加,速度相对标准偏差均呈现出先减小后增大随后又减小的趋势,烟道进出口压降随喷管数量和喷射角度的增加而增加。综合考虑,单位支管上喷管数为10,喷管喷射角度为45°,混合距离为4m时气体混合效果最佳。最后,研究了单层气体分布器方案与双层交错气体分布器方案的差异。结果表明,双层交错气体分布器方案较单层气体分布器方案烟道压降略低,但单层气体分布器方案的臭氧与烟气的混合效果明显优于双层交错气体分布器方案。由此可以得出结论,单位支管喷管数为10,喷管喷射角度为45°,混合距离为4m的单层布置的气体分布器为最佳方案。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X757

【参考文献】

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本文编号：2732042