SCR脱硝系统论文计算流体动力学仿真格栅型混合器涡轮.doc

SCR脱硝系统论文：计算流体动力学仿真格栅型混合器涡轮型混合器导流板【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】火电厂烟气脱硝(硝NOx,以一氧化氮、二氧化氮为主的氮氧化物总称)是继烟气脱硫之后我国控制火电厂污染物排放的又一个重点领域。本文围绕被众多国家采用的选择性催化还原法(SCR)脱硝技术这一主题,简要介绍了氮氧化物的危害及来源、燃煤电厂采用的氮氧化物控制技术以及国内外氮氧化物治理情况,并着重阐述选择性催化还原法烟气脱硝技术的原理、脱硝系统构成、反应器的布置方式、催化剂以及影响SCR脱硝系统的主要因素等内容。然后,以300MW燃煤机组的SCR脱硝系统为研究对象,进行实例仿真研究,最后是总结与展望。本文的核心内容是SCR脱硝系统计算流体动力学(CFD)仿真计算。研究进入脱硝反应器之前烟气中的氮氧化物与还原剂氨气混合均匀程度和烟气速度分布,因为这两个因素很大程度上决定了火电厂烟气脱硝系统能否达到高脱硝率与低氨气逃逸率。利用计算流体力学仿真软件FLUENT,选择合理的数学模型,确定各种参数,对脱硝系统烟道的流场进行CFD仿真,计算结果显示烟道的速度、压力与浓度分布情况。研究结果表明:格栅型混合器的使用能够增强气体径向混合,改善烟气与氨气混合的均匀程度,在催化剂层入口前截面处氨气分布基本均匀。在SCR脱硝系统中安装四组导流板,可以大大改善整个烟道速度场的均匀性,同时添加导流板的烟道压力损失还要小于未添加导流板的情况,并在催化剂层入口前截面处的速度均匀程度明显改善。同时,对涡轮型混合器的混合作用进行仿真研究。此外,还通过对SCR烟气脱硝系统出口烟道的CFD仿真,优化出口烟道形状,尽量降低烟道压力损失,节约能源,降低成本。利用计算流体力学仿真软件FLUENT对SCR脱硝系统进行CFD仿真,可以将烟道内任意位置的速度、压力及浓度分布可视化输出。在经过流态模型实验的验证后,这些信息可用于优化混合器、导流板的结构参数,以达改善烟气与氨气混合浓度场、速度场均匀程度的目的。【关键词】SCR脱硝系统；计算流体动力学仿真；格栅型混合器；涡轮型混合器；导流板；【篇名】火电厂SCR烟气脱硝系统计算流体动力学仿真研究【目录】火电厂SCR烟气脱硝系统计算流体动力学仿真研究摘要5-7ABSTRACT7-8第一章 绪论12-211.1 氮氧化物的危害12-131.2 大气中氮氧化物的来源13-141.3 燃煤电厂氮氧化物控制技术14-161.3.1 低氮燃烧技术151.3.2 烟气脱硝技术15-161.4 国内外氮氧化物治理情况16-201.4.1 国外情况概述16-181.4.2 我国燃煤电厂氮氧化物排放与治理情况概述18-201.5 本文主要工作20-21第二章 选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术21-312.1 选择性催化还原技术概述21-222.2 选择性催化还原（SCR）脱硝技术原理22-242.3 SCR脱硝系统242.4 SCR反应器的布置方式24-272.4.1 高尘烟气段SCR布置25-262.4.2 低尘烟气段SCR布置26-272.4.3 尾部SCR布置272.5 催化剂27-282.6 影响SCR系统性能的主要因素28-31第三章 计算流体动力学仿真及其软件介绍31-373.1 计算流体动力学CFD求解过程及软件结构31-343.1.1 计算流体动力学概述313.1.2 计算流体动力学的特点31-323.1.3 CFD软件求解流程及软件结构32-343.2 FLUENT软件介绍34-353.2.1 FLUENT概述343.2.2 FLUENT软件所采用的离散化方法有限体积法34-353.2.3 GAMBIT网格生成软件353.2.4 FLUENT求解器353.3 FLUENT软件的优点35-37第四章 SCR烟气脱硝系统CFD仿真采用的数学模型37-424.1 基本方程37-384.2 湍流模型38-394.3 多组分传输模型39-404.4 多孔介质模型404.5 FLUENT流场计算方法40-42第五章SCR脱硝系统烟道仿真42-705.1 研究对象描述42-435.2 脱硝系统局部入口烟道混合与均流CFD仿真43-495.2.1 几何模型43-445.2.2 网格划分与边界条件44-455.2.3 流场仿真结果与分析45-485.2.4 小结48-495.3 整体SCR脱硝系统烟道CFD仿真49-575.3.1 几何模型495.3.2 网格划分与边界条件49-515.3.3 整体脱硝烟道CFD仿真分析51-555.3.4 小结55-575.4 SCR脱硝涡轮型混合器CFD仿真研究57-645.4.1 几何模型575.4.2 网格划分与边界条件57-595.4.3 流场仿真结果与分析59-645.4.4 小结645.5 脱硝系统出口烟道结构优化设计64-705.5.1 问题的提出与描述645.5.2 几何模型64-665.5.3 网格划分、边界条件与模型的选取66-675.5.4