燃煤電廠脫硝系統(tǒng)仿真與性能監(jiān)測.pdf

1、對(duì)于燃煤火電機(jī)組而言，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)，仍然是當(dāng)今乃至未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)的主流技術(shù)。本文以國內(nèi)某660MW燃煤火電機(jī)組的SCR脫硝系統(tǒng)催化劑為研究對(duì)象，進(jìn)行了包括SCR粉體催化劑試驗(yàn)、SCR小試試驗(yàn)、SCR反應(yīng)動(dòng)力學(xué)挖掘、SCR脫硝性能分析等研究工作。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)SCR脫硝試驗(yàn)
　　SCR粉體催化劑試驗(yàn)分為四個(gè)部分，前三個(gè)部分的試驗(yàn)分別通過調(diào)節(jié)催化劑粒徑大小、質(zhì)量流量、催化劑負(fù)載量，

2、得到催化劑宏觀脫硝效率不受內(nèi)、外擴(kuò)散速率影響的條件為:催化劑顆粒粒徑目數(shù)為60～80、煙氣流量為3.5L/min、催化劑負(fù)載量為1mL。最后一部分是在上述條件下，通過調(diào)節(jié)氨氮摩爾比與反應(yīng)溫度，為后續(xù)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)挖掘提供數(shù)據(jù)支撐。SCR小試試驗(yàn)對(duì)不同投運(yùn)時(shí)間的催化劑進(jìn)行了多因素變化的試驗(yàn)研究，并以此為依據(jù)來驗(yàn)證動(dòng)力學(xué)模型，捕捉劣化規(guī)律，試驗(yàn)表明:隨著投運(yùn)時(shí)間增加，催化劑活性下降，催化劑的高效溫度窗口變窄，在低于290℃和高于330℃時(shí)，脫

3、硝性能劣化程度較大，而在290℃～330℃溫度區(qū)間，脫硝性能劣化程度較小。
　　(2)動(dòng)力學(xué)參數(shù)挖掘與三維多孔催化劑模型
　　首先，本文建立了基于E-R反應(yīng)機(jī)理的SCR本征動(dòng)力學(xué)模型，同時(shí)考慮了NH3的氧化副反應(yīng)作用。在動(dòng)力學(xué)模型和粉體催化劑試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用遺傳優(yōu)化算法對(duì)SCR脫硝本征動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行挖掘。研究表明，當(dāng)采用300種群、200代的參數(shù)對(duì)27個(gè)工況計(jì)算時(shí)，計(jì)算與試驗(yàn)NO轉(zhuǎn)化率誤差為5.88×10-2。在此基礎(chǔ)

4、上，進(jìn)一步耦合SCR本征反應(yīng)模型和SCR反應(yīng)器宏觀流動(dòng)模型，建立了三維多通道CFD催化劑復(fù)相反應(yīng)模型，催化劑通道及壁內(nèi)的擴(kuò)散及反應(yīng)方程由UDF宏直接引入CFD模型。模型與試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)大體一致，模型的NO轉(zhuǎn)化率略高于試驗(yàn)值。
　　(3)SCR脫硝性能分析
　　模擬得到了煙氣通道及催化劑壁內(nèi)的NO分布、SCR宏觀脫硝特性與化學(xué)反應(yīng)及擴(kuò)散的關(guān)系。本文后續(xù)對(duì)脫硝效率受到運(yùn)行工況的影響進(jìn)行了研究，研究表明，當(dāng)空速保持在3600h-1且