3000万平米石膏板生产线SCR系统物理场数值模拟

发布时间：2023-08-11 11:39

　　选择性催化还原(SCR)技术是目前已被证明有效的脱硝技术,但在应用过程中需要根据烟气温度、成分等具体特点确定SCR工艺及其反应装置结构参数,以保证脱硝效率。石膏板生产过程中采用沸腾炉煅烧生石膏,产生的热烟气需要进行脱硝处理,由于烟气温度高于催化剂工作温度,实际工程中采取掺入冷风降温的方式达到催化剂工作温度,如何设计冷风掺入方式以保证反应器内物理场的均匀性,是石膏板厂尾气脱硝技术应用的关键。本文针对企业的3000万m²/年石膏板生产线SCR脱硝系统,对其设计方案进行评价,并通过调整工艺参数等方式对系统内物理场进行优化,指导该石膏板生产线的SCR工艺设计和运行优化,具有重要的实用价值。根据工厂提供的工程图纸和标定数据,运用ANSYS Fluent等计算流体力学软件,对SCR脱硝系统进行了模型建立和数值模拟,分别以速度相对标准偏差、NH₃浓度相对标准偏差和温度的上偏差、下偏差表征物理场的均匀程度,探究了系统内各参数的变化规律。针对初始方案中存在的不足,分别从管道形状、喷氨方式、导流设备等方面改善流场均匀性,提出三种优化方案。通过对冷风汇入的位置和角...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 氮氧化物的生成及控制
        1.2.1 NO_X的生成机理
        1.2.2 NO_X的控制技术
    1.3 计算流体力学和应用现状
    1.4 课题研究意义和内容
第2章 研究方法
    2.1 分析方法
    2.2 计算工具
    2.3 数学模型
        2.3.1 基本假设
        2.3.2 控制方程
        2.3.3 湍流模型
        2.3.4 多孔介质模型
        2.3.5 离散项模型
    2.4 数值解法
    2.5 评价方法
第3章 初始设计方案评价
    3.1 石膏板生产线SCR系统
        3.1.1 石膏板生产工艺
        3.1.2 方案设计
    3.2 影响脱硝效率的工艺参数
        3.2.1 催化剂
        3.2.2 反应温度
        3.2.3 停留时间和空速
        3.2.4 氨氮比和氨逃逸量
        3.2.5 还原剂与烟气的混合程度
    3.3 几何模型及网格划分
    3.4 初始条件和边界条件
    3.5 仿真结果及分析
    3.6 网格无关性检验
    3.7 本章小结
第4章 方案优化设计
    4.1 改变管道形状
        4.1.1 优化思路及建模
        4.1.2 模拟结果及分析
    4.2 改变冷风吹入方式
        4.2.1 优化思路及建模
        4.2.2 模拟结果及分析
    4.3 增设导流装置
        4.3.1 优化思路及建模
        4.3.2 模拟结果及分析
    4.4 工程验证
    4.5 本章小结
第5章 流场影响因素探究
    5.1 冷风汇入位置
        5.1.1 网格划分和边界条件
        5.1.2 模拟结果及分析
    5.2 冷风汇入角度
        5.2.1 网格划分和边界条件
        5.2.2 模拟结果及分析
    5.3 导流叶片数量
        5.3.1 网格划分和边界条件
        5.3.2 模拟结果及分析
    5.4 弯道转角半径
        5.4.1 网格划分和边界条件
        5.4.2 模拟结果及分析
    5.5 反应塔导流板布置
        5.5.1 网格划分和边界条件
        5.5.2 模拟结果及分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3841256