选择性催化还原法（SCR）反应器主体形式及内部结构的设计与优化
发布时间：2023-04-04 00:52
选择性催化还原法(SCR)是目前世界各国应用最多、成熟且高效的一种烟气脱硝技术,具有氮氧化物脱除效率高,脱除效率可达90%以上,氮氧化物出口浓度可降低至50mg/Nm3以下;二次污染小,SCR的基本原理是利用还原剂将NOx还原为无毒无害的N2和H2O,整个工艺产生的二次污染物质很少;应用广泛,SCR烟气脱硝技术已在发达国家得到较多应用等优点。但是由于系统复杂,其脱除效率受包括流场分布、氨气浓度分布、反应温度、反应时间以及催化剂性能等诸多因素影响等。在经过大量的文案研究和现场调研工作后发现,反应器的主体形式和内部结构对SCR系统综合性能具有较大影响,反应器的设计和优化是决定SCR工程项目成败的重要因素。计算流体力学(CFD)流场模拟或物理模型测试研究是反应器的设计和优化的重要手段,藉此可获得满足工程指标要求的反应器形式和内部结构。国内对于SCR脱硝工艺的研究主要集中在脱硝系统的局部优化,主要包括烟道与拐角,喷氨格栅及氨混合器,导流板和整流格栅等局部优化研究,而缺少对于反应器主体形式的研究。且大多数研究...
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 氮氧化物污染防治法律法规及标准
1.2.1 环境空气质量标准
1.2.2 我国各行业NOx的排放标准
1.2.3 氮氧化物排放控制政策小结
1.3 NOx产生机理
1.3.1 燃料燃烧中氮氧化物产生机理
1.3.2 工业过程中氮氧化物产生机理
1.4 NOx治理技术简述
1.4.1 控制燃烧过程中NOx的生成——低氮燃烧技术
1.4.2 对生成的NOx进行处理——烟气脱硝技术
1.4.3 NOx治理技术小结
1.5 SCR法的关键设备
1.5.1 SCR法的关键设备——催化剂
1.5.2 SCR法的关键设备——还原剂及喷氨装置
1.5.3 SCR法的关键技术——计算机模拟和物理模型模拟
1.6 SCR脱硝工业实例现场调研
1.6.1 SCR法燃煤机组实例简介
1.6.2 燃气机组实例
1.6.3 高温SCR实例
1.6.4 低温实例
1.6.5 炉窑实例
1.6.6 其他应用
1.7 本文的主要研究内容
第2章 SCR反应器设计与优化研究方法
2.1 SCR工艺技术指标
2.2 数值模拟法(CFD)
2.2.1 CFD模型的简化及假设
2.2.2 数学模型选取原则及常用模型
2.3 物理模型
2.3.1 几何相似
2.3.2 Froude数相似
第3章 传统SCR反应器的设计与优化
3.1 传统SCR反应器类型简述
3.2 CFD模型
3.2.1 几何模型概述
3.2.2 网格划分及边界条件
3.3 物理模型设置
3.4 传统SCR反应器优化方案 1
3.4.1 流场分布
3.4.2 氨气浓度分布
3.4.3 反应器其余指标研究
3.4.4 方案1研究结论
3.5 传统SCR反应器优化方案 2
3.5.1 流场分布
3.5.2 其余指标研究
3.5.3 方案2研究结论
3.6 传统SCR反应器的设计与优化结论
3.6.1 反应器主体形式及内部结构对于评价指标的影响
3.6.2 对于SCR工艺技术指标的建议
第4章 渐扩入口段的高效SCR反应器的设计及应用
4.1 渐扩入口段的高效SCR反应器设计简述
4.1.1 渐扩入口段反应器与传统反应器比较
4.1.2 设计要点简述
4.1.3 设计效果简述
4.2 CFD模型
4.2.1 几何模型概述
4.2.2 网格划分及边界条件
4.3 渐扩入口段的SCR反应器优化方案
4.3.1 流场分布
4.3.2 其余指标研究
4.3.3 渐扩入口段反应器设计及优化小结
第5章 低尘SCR反应器的设计与优化
5.1 低尘SCR反应器设计简述
5.2 CFD模型
5.2.1 几何模型概述
5.2.2 网格划分及边界条件
5.3 低尘SCR反应器优化方案
5.3.1 流场分布
5.3.2 浓度场分布
5.3.3 温度分布
5.3.4 系统压降
5.3.5 低尘SCR反应器优化小结
第6章 特殊结构SCR反应器的优化
6.1 几何模型概述
6.2 网格划分及边界条件
6.3 优化方案模拟结果分析
6.3.1 Case1模拟结果分析及催化剂上游考核断面的选取
6.3.2 Case2模拟结果分析
6.3.3 Case3模拟结果分析
6.3.4 一种特殊结构的SCR反应器优化小结
第7章 SCR工程模拟实例简介
7.1 工程实例 1——某钢铁厂SCR工程模拟简介
7.2 工程实例 2——某液晶玻璃厂SCR工程模拟简介
7.3 工程实例 3——某焦化厂SCR工程模拟简介
7.4 工程实例 4——某催化剂厂SCR工程模拟简介
第8章 结论与建议
8.1 SCR反应器设计与优化结论
8.2 SCR反应器关键设备的研究结论
8.2.1 AIG形式研究
8.2.2 整流格栅形式研究
8.3 SCR工艺技术指标建议
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3781472
【文章页数】：182 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 氮氧化物污染防治法律法规及标准
1.2.1 环境空气质量标准
1.2.2 我国各行业NOx的排放标准
1.2.3 氮氧化物排放控制政策小结
1.3 NOx产生机理
1.3.1 燃料燃烧中氮氧化物产生机理
1.3.2 工业过程中氮氧化物产生机理
1.4 NOx治理技术简述
1.4.1 控制燃烧过程中NOx的生成——低氮燃烧技术
1.4.2 对生成的NOx进行处理——烟气脱硝技术
1.4.3 NOx治理技术小结
1.5 SCR法的关键设备
1.5.1 SCR法的关键设备——催化剂
1.5.2 SCR法的关键设备——还原剂及喷氨装置
1.5.3 SCR法的关键技术——计算机模拟和物理模型模拟
1.6 SCR脱硝工业实例现场调研
1.6.1 SCR法燃煤机组实例简介
1.6.2 燃气机组实例
1.6.3 高温SCR实例
1.6.4 低温实例
1.6.5 炉窑实例
1.6.6 其他应用
1.7 本文的主要研究内容
第2章 SCR反应器设计与优化研究方法
2.1 SCR工艺技术指标
2.2 数值模拟法(CFD)
2.2.1 CFD模型的简化及假设
2.2.2 数学模型选取原则及常用模型
2.3 物理模型
2.3.1 几何相似
2.3.2 Froude数相似
第3章 传统SCR反应器的设计与优化
3.1 传统SCR反应器类型简述
3.2 CFD模型
3.2.1 几何模型概述
3.2.2 网格划分及边界条件
3.3 物理模型设置
3.4 传统SCR反应器优化方案 1
3.4.1 流场分布
3.4.2 氨气浓度分布
3.4.3 反应器其余指标研究
3.4.4 方案1研究结论
3.5 传统SCR反应器优化方案 2
3.5.1 流场分布
3.5.2 其余指标研究
3.5.3 方案2研究结论
3.6 传统SCR反应器的设计与优化结论
3.6.1 反应器主体形式及内部结构对于评价指标的影响
3.6.2 对于SCR工艺技术指标的建议
第4章 渐扩入口段的高效SCR反应器的设计及应用
4.1 渐扩入口段的高效SCR反应器设计简述
4.1.1 渐扩入口段反应器与传统反应器比较
4.1.2 设计要点简述
4.1.3 设计效果简述
4.2 CFD模型
4.2.1 几何模型概述
4.2.2 网格划分及边界条件
4.3 渐扩入口段的SCR反应器优化方案
4.3.1 流场分布
4.3.2 其余指标研究
4.3.3 渐扩入口段反应器设计及优化小结
第5章 低尘SCR反应器的设计与优化
5.1 低尘SCR反应器设计简述
5.2 CFD模型
5.2.1 几何模型概述
5.2.2 网格划分及边界条件
5.3 低尘SCR反应器优化方案
5.3.1 流场分布
5.3.2 浓度场分布
5.3.3 温度分布
5.3.4 系统压降
5.3.5 低尘SCR反应器优化小结
第6章 特殊结构SCR反应器的优化
6.1 几何模型概述
6.2 网格划分及边界条件
6.3 优化方案模拟结果分析
6.3.1 Case1模拟结果分析及催化剂上游考核断面的选取
6.3.2 Case2模拟结果分析
6.3.3 Case3模拟结果分析
6.3.4 一种特殊结构的SCR反应器优化小结
第7章 SCR工程模拟实例简介
7.1 工程实例 1——某钢铁厂SCR工程模拟简介
7.2 工程实例 2——某液晶玻璃厂SCR工程模拟简介
7.3 工程实例 3——某焦化厂SCR工程模拟简介
7.4 工程实例 4——某催化剂厂SCR工程模拟简介
第8章 结论与建议
8.1 SCR反应器设计与优化结论
8.2 SCR反应器关键设备的研究结论
8.2.1 AIG形式研究
8.2.2 整流格栅形式研究
8.3 SCR工艺技术指标建议
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢
本文编号：3781472
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3781472.html
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