大型电站锅炉SNCR/SCR脱硝工艺试验研究、数值模拟及工程验证
发布时间：2023-02-10 08:05
电站燃煤锅炉产生的NOx是我国NOx排放的主要来源之一,降低燃煤锅炉的NOx排放是十分紧迫的环保任务。目前,燃煤锅炉基于尿素作还原剂的烟气脱硝技术主要是选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction, SCR)、选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction, SNCR)和SNCR/SCR联合脱硝三种工艺。SNCR/SCR联合脱硝是耦合了SNCR, SCR和烟道内尿素热解的一种改进型工艺,不仅利用炉膛SNCR反应降低了SCR反应器入口NOx浓度,还可省掉高耗能的尿素热解装置和喷氨系统等设备,特别适合原烟气中NOx浓度不高、现场位置受限、不能采用液氨作还原剂的电站锅炉机组。本文以某燃煤电站300MW机组SNCR/SCR联合脱硝系统作为研究对象,通过冷态混合试验、数值模拟计算和热态试验等途径,先后对炉膛SNCR反应后的锅炉尾部烟道和SCR反应器内的多相流动特性和均匀混合方法展开了研究工作,获得了SNCR/SCR联合脱硝系统的关键技术工艺和参数,并据此设计和实施了300MW机组SNCR/SCR联合脱硝装置,为工业应用提供了...
【文章页数】：211 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 烟气脱硝技术研究现状分析
1.3 本文研究内容
1.3.1 课题的提出
1.3.2 主要研究内容
参考文献
第二章 尿素溶液热分解的数值模拟及试验研究
2.1 引言
2.2 尿素溶液热分解数值计算分析
2.3 尿素溶液热分解热态试验分析
2.4 本章总结
参考文献
第三章：SNCR/SCR联合脱硝冷态模型流体动力学特性试验研究
3.1 引言
3.2 SNCR/SCR联合脱硝冷态模型试验系统说明
3.3 冷态模型试验结果与分析
3.3.1 仅SNCR喷枪投入时转向室出口还原剂浓度分布
3.3.2 SNCR喷枪+补氨喷枪投运时转向室出口还原剂浓度分布
3.3.3 SNCR喷枪+补氨喷枪投运时省煤器出口还原剂浓度分布
3.3.4 联合脱硝系统SCR反应器速度场优化
3.3.5 联合脱硝系统SCR反应器浓度场优化
3.3.6 联合脱硝系统SCR反应器固相颗粒场优化
3.3.7 SCR反应器顶部整流杆对气相场的影响
3.4 本章小结
参考文献
第四章 SNCR/SCR联合脱硝系统的气固流动的三维数值建模
4.1 引言
4.2 SNCR/SCR系统物理模型构建
4.3 数学模型及控制方程
4.3.1 锅炉燃烧模型
4.3.2 NOx生成预测模型
4.3.3 SNCR反应模型
4.3.4 SCR反应模型
4.3.5 气固两相流动模型
4.4 本章小结
参考文献
第五章 SNCR/SCR联合脱硝三维全系统数值模拟及关键问题分析
5.1 引言
5.2 煤粉燃烧及NOx生成预测
5.2.1 数值计算对象及条件
5.2.2 计算方法
5.2.3 燃烧模拟结果
5.3 SNCR反应过程模拟
5.3.1 数值计算对象及条件
5.3.2 计算方法
5.3.3 SNCR反应过程模拟
5.4 投运补氨喷枪时流场特性分析
5.4.1 数值计算对象及条件
5.4.2 无补氨喷枪投运时流场特性分析
5.4.3 补氨喷枪投运时流场特性分析
5.5 SNCR/SCR联通烟道及反应器系统流动特性的关键问题研究
5.5.1 数值计算对象及条件
5.5.2 变截面烟道导流结构对烟气流动特性的影响
5.5.3 变截面烟道结构外形对烟气流动特性的影响
5.5.4 混合器结构对烟气流动特性的影响
5.5.5 SCR反应器内气相流场优化
5.5.6 SCR反应器内固相颗粒浓度场优化
5.5.7 烟道内不同构件对SCR系统的压力影响
5.6 SNCR/SCR脱硝结果与分析
5.6.1 SCR脱硝结果与分析
5.6.2 SNCR/SCR脱硝结果与分析
5.7 本章小结
参考文献
第六章：SNCR/SCR联合脱硝系统热态试验及工程应用
6.1 引言
6.2 SNCR/SCR联合脱硝系统工艺计算原理
6.2.1 SNCR系统的工艺计算
6.2.2 SCR系统的工艺计算
6.3 SNCR/SCR联合脱硝系统工艺设计方案
6.3.1 锅炉机组介绍
6.3.2 尿素站系统
6.3.3 SNCR系统
6.3.4 SCR系统
6.3.5 SNCR/SCR联合脱硝系统总体性能要求
6.3.6 SNCR/SCR联合脱硝系统热态试验工况的确定
6.4 SNCR热态试验结果与分析
6.4.1 SNCR喷枪投入前炉膛烟气温度及NOx排放情况
6.4.2 不同喷射层组合热态试验分析
6.4.3 SNCR系统投运对锅炉性能的影响
6.5 补氨喷枪投运试验结果与分析
6.5.1 SNCR系统投运时(无补氨)氨逃逸动态分析
6.5.2 补氨喷枪投运时NH3浓度分布优化
6.6 联合脱硝系统中SCR系统热态试验结果与分析
6.6.1 锅炉160MW负荷时烟气组分分布特性分析
6.6.2 锅炉240MW负荷时烟气组分分布特性分析
6.6.3 锅炉300MW负荷时烟气组分分布特性分析
6.6.4 SNCR/SCR系统的联合脱硝效果
6.6.5 省煤器出口A/B侧SCR反应器模拟与实测对比
6.7 SNCR/SCR联合脱硝系统对锅炉的影响
6.7.1 SNCR/SCR联合脱硝系统对锅炉效率的影响
6.7.2 尿素溶液对锅炉的影响
6.7.3 SCR反应器装置对锅炉的影响
6.7.4 氨逃逸的影响
6.8 本章小结
参考文献
第七章 结论与建议
7.1 全文总结
7.2 创新之处
7.3 需要进一步开展的研究工作
攻读博士学位期间论文发表及专利申请情况
发表论文
专利申请情况
致谢
本文编号：3739328
【文章页数】：211 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 烟气脱硝技术研究现状分析
1.3 本文研究内容
1.3.1 课题的提出
1.3.2 主要研究内容
参考文献
第二章 尿素溶液热分解的数值模拟及试验研究
2.1 引言
2.2 尿素溶液热分解数值计算分析
2.3 尿素溶液热分解热态试验分析
2.4 本章总结
参考文献
第三章：SNCR/SCR联合脱硝冷态模型流体动力学特性试验研究
3.1 引言
3.2 SNCR/SCR联合脱硝冷态模型试验系统说明
3.3 冷态模型试验结果与分析
3.3.1 仅SNCR喷枪投入时转向室出口还原剂浓度分布
3.3.2 SNCR喷枪+补氨喷枪投运时转向室出口还原剂浓度分布
3.3.3 SNCR喷枪+补氨喷枪投运时省煤器出口还原剂浓度分布
3.3.4 联合脱硝系统SCR反应器速度场优化
3.3.5 联合脱硝系统SCR反应器浓度场优化
3.3.6 联合脱硝系统SCR反应器固相颗粒场优化
3.3.7 SCR反应器顶部整流杆对气相场的影响
3.4 本章小结
参考文献
第四章 SNCR/SCR联合脱硝系统的气固流动的三维数值建模
4.1 引言
4.2 SNCR/SCR系统物理模型构建
4.3 数学模型及控制方程
4.3.1 锅炉燃烧模型
4.3.2 NOx生成预测模型
4.3.3 SNCR反应模型
4.3.4 SCR反应模型
4.3.5 气固两相流动模型
4.4 本章小结
参考文献
第五章 SNCR/SCR联合脱硝三维全系统数值模拟及关键问题分析
5.1 引言
5.2 煤粉燃烧及NOx生成预测
5.2.1 数值计算对象及条件
5.2.2 计算方法
5.2.3 燃烧模拟结果
5.3 SNCR反应过程模拟
5.3.1 数值计算对象及条件
5.3.2 计算方法
5.3.3 SNCR反应过程模拟
5.4 投运补氨喷枪时流场特性分析
5.4.1 数值计算对象及条件
5.4.2 无补氨喷枪投运时流场特性分析
5.4.3 补氨喷枪投运时流场特性分析
5.5 SNCR/SCR联通烟道及反应器系统流动特性的关键问题研究
5.5.1 数值计算对象及条件
5.5.2 变截面烟道导流结构对烟气流动特性的影响
5.5.3 变截面烟道结构外形对烟气流动特性的影响
5.5.4 混合器结构对烟气流动特性的影响
5.5.5 SCR反应器内气相流场优化
5.5.6 SCR反应器内固相颗粒浓度场优化
5.5.7 烟道内不同构件对SCR系统的压力影响
5.6 SNCR/SCR脱硝结果与分析
5.6.1 SCR脱硝结果与分析
5.6.2 SNCR/SCR脱硝结果与分析
5.7 本章小结
参考文献
第六章：SNCR/SCR联合脱硝系统热态试验及工程应用
6.1 引言
6.2 SNCR/SCR联合脱硝系统工艺计算原理
6.2.1 SNCR系统的工艺计算
6.2.2 SCR系统的工艺计算
6.3 SNCR/SCR联合脱硝系统工艺设计方案
6.3.1 锅炉机组介绍
6.3.2 尿素站系统
6.3.3 SNCR系统
6.3.4 SCR系统
6.3.5 SNCR/SCR联合脱硝系统总体性能要求
6.3.6 SNCR/SCR联合脱硝系统热态试验工况的确定
6.4 SNCR热态试验结果与分析
6.4.1 SNCR喷枪投入前炉膛烟气温度及NOx排放情况
6.4.2 不同喷射层组合热态试验分析
6.4.3 SNCR系统投运对锅炉性能的影响
6.5 补氨喷枪投运试验结果与分析
6.5.1 SNCR系统投运时(无补氨)氨逃逸动态分析
6.5.2 补氨喷枪投运时NH3浓度分布优化
6.6 联合脱硝系统中SCR系统热态试验结果与分析
6.6.1 锅炉160MW负荷时烟气组分分布特性分析
6.6.2 锅炉240MW负荷时烟气组分分布特性分析
6.6.3 锅炉300MW负荷时烟气组分分布特性分析
6.6.4 SNCR/SCR系统的联合脱硝效果
6.6.5 省煤器出口A/B侧SCR反应器模拟与实测对比
6.7 SNCR/SCR联合脱硝系统对锅炉的影响
6.7.1 SNCR/SCR联合脱硝系统对锅炉效率的影响
6.7.2 尿素溶液对锅炉的影响
6.7.3 SCR反应器装置对锅炉的影响
6.7.4 氨逃逸的影响
6.8 本章小结
参考文献
第七章 结论与建议
7.1 全文总结
7.2 创新之处
7.3 需要进一步开展的研究工作
攻读博士学位期间论文发表及专利申请情况
发表论文
专利申请情况
致谢
本文编号：3739328
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3739328.html
