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摘 要

氮氧化物(NOx)是热力发电及其它涉及高温燃烧行业生产过程排放出的一种气态污染物，因而得到广泛地关注和研究。其中，选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)作为目前国际上公认最为成熟、应用最广的烟气脱硝技术，自然成为我国引进和消化的重点

本文采用数值模拟(CFD)模拟某660MW燃煤锅炉在给定条件下选择性催化还原法烟气脱硝系统内的流场状态。使用GAMBIT构造几何模型并划分网格，并运用FLUENT6.0软件进行模拟计算和分析。

本文研究重点在于对脱硝系统内有无导流进行研究分析，结果表明适当的导流板能让烟道流场变得更均匀，同时催化剂层的存在也对对反应器内流场有一定改善作用。最后针对该660MW燃煤锅炉SCR系统自行设计导流装置，完成系统流场的优化，提高系统的工作效率。

关键词 脱硝系统；流场；导流装置；数值模拟

Design and research of flow field SCR denitration system in 660MW coal-fired boiler

Abstract

Nitrogen Oxide (NOx)emissions is pollution ejected from thermal power plant and other high temperature combustion industry which is widely concerned and researched．Selective catalytic reduction(SCR)technology as a most popular and widely applied technology of DeNOx is worth to be introduced and absorbed significantly in our country．

Computation fluid dynamics (CFD) is used to predict the flow filed inside the SCR system of a 660MW coal fired boiler in given conditions．The CFD model is created and meshed by GAMBIT and calculated by FLUENT6.0 software.

The emphases of this investigation concentrate on researching the presence and absence of guide vanes in system．The results show that the flow field of flue becomes more uniform with proper guide vanes and that catalyst layer can improve the flow field of flue. Finally a guide device is designed for the SCR system to optimize the flow field and improve the efficiency of the system．

Keywords SCR；Flow field；Guide device；Numerical simulation

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

目录 1

符号说明 4

第一章 绪论 6

1.1研究背景与意义 6

1.2 SCR脱硝研究进展 6

1.2.1国外研究现状 7

1.2.2国内研究现状 7

1.3 SCR脱销技术工作原理 8

1.4 SCR法烟气脱硝系统的特点 9

1.5 SCR脱硝系统优化设计 10

1.5.1 流场对SCR反应器性能影响的分析 10

1.5.2 优化设计时流场模拟研究的方法 11

1.5.3 CFD数值模拟方法的选择 11

1.6 当前脱硝系统运行时可能仍存在的一些问题 12

1.7 烟气脱硝中SCR法未来的发展 12

第二章 SCR脱硝系统流场的数值模拟方法 13

2.1引言 13

2.2 流场的数值分析方法 13

2.2.1控制方程 13

2.2.2控制方程的离散 15

2.2.3数控制方程的求解 15

2.3控制方程的单值性条件 16

2.4网格划分原则 17

2.5数值计算误差分析 18

第三章 SCR脱硝系统设计 20

3.1引言 20

3.2本课题SCR脱硝系统初始数据 21

3.3 各部件的几何尺寸设计及物理模型 21

3.3.1 几何尺寸设计 21

3.3.2 物理模型 22

第四章SCR脱硝系统流场分析 23

4.1 引言 23

4.2 SCR脱硝系统网格划分（未加装导流装置） 23

4.3 流场分析（未加装导流装置） 24

4.3.1 网格封闭性分析 24

4.3.2流场压力图分析 25

4.3.3速度场分析 27

4.4 SCR脱硝系统网格划分（加装导流板装置后） 30

4.4.1 SCR脱硝系统导流板和整流板加装位置 30

4.4.2 SCR脱硝系统网格划分 30

4.5 流场分析（加装导流板和整流板后） 33

4.5.1 网格封闭性分析 33

4.5.2流场压力图分析 33

4.5.3速度场分析 35

4.6 添加催化剂层参数后整体系统流场 37

结论 39

参考文献 40

致谢 42

符号说明

符号 说明 单位

锅炉省煤器出口烟气总体积流量 m³/h

锅炉省煤器出口烟气的流速 m/s

锅炉省煤器出口烟道横截面积 m²

喷氨射流速度 m/s

氨/空气混合气体总体积流量 m³/h

喷氨孔数量 个

喷氨格栅上喷嘴孔径 m

烟道宽度 m

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