[發明專利]一種針對SNCR脫硝的優化方法

在審

• 申請號: 201110341775.1
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN103084063A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 劉雪松;石磊
• 申請（專利權）人: 浙江海亮環境材料有限公司
• 主分類號: B01D53/90
• 分類號: B01D53/90;B01D53/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明專利涉及一種優化污染物脫除效率的方法，特別是一種針對SNCR脫硝的優化方法。一種用于優化SNCR中NO_x脫除效率的煙氣脫硝的流體力學相關計算方法。

背景技術：

氮氧化物(NO_x)為世界各國公認的主要大氣污染物，其中NO和NO₂所占的比例最大，是化石類燃料燃燒過程中產生的主要大氣污染物之一。NO_x除了作為一次污染物傷害人體健康外，還會產生多種二次污染。NOx是生成臭氧的重要前體物之一，通過與揮發性有機氣體(VOCs)經過一系列復雜的光化學反應形成臭氧，并由此產生光化學煙霧污染問題。其中燃煤是NOx排放的主要來源，隨著燃煤消耗持續增長氮氧化物排放量也日益增加，并在今后一個較長的時期內仍將呈持續增長趨勢。因此，對燃煤產生的NO_x進行控制勢在必行。

SNCR作為一種燃煤產生NO_x脫除技術，由于其建設周期短、投資少、脫硝效率中等特點，被許多水泥廠、垃圾焚燒廠以及部分電廠采用。其性能受多種因素影響，主要有溫度窗口、停留時間、氨氮比、反應劑與煙氣的混合程度、溫度梯度種類等。反應窗口的選擇、混合均勻性、氨氮比為SNCR技術最關鍵工藝，對于大型電站鍋爐，脫硝效率一般低于40％，大型爐型的低脫硝率、混合的均勻性、高氨逃逸是限制SNCR技術發展的制約因素，針對這些制約因素，本發明專利提供一種針對SNCR脫硝的優化方法把煙氣脫硝的流體力學相關計算方法用來促進SNCR技術的改進和發展。

發明內容：

本發明專利所解決的技術問題在于，針對現有技術的不足之處，提供一種用于提高SNCR的NO_x脫出效率降低氨逃逸率的方法，其原理邏輯性強，操作費用低。可以使噴氨格柵的安裝位置以及結構與煙氣速度、溫度相吻合，從而保證還原劑與煙氣充分混合、反應能在合適的溫度窗口內進行提高脫硝效率。還可以確定氨的噴射量在不影響脫硝效率的前提下降低氨的逃逸率。

噴氨格柵的安裝位置，氨噴嘴的相對角度及噴嘴長度都決定著SNCR的NO_x脫除效率。噴氨量也影響著NOx脫除效率同時影響著氨逃逸率。流體力學的計算方法是借助計算機計算流體流動的各種偏微分守恒方程，得出流體的速度分布、溫度分布和濃度分布在連續區域上的離散分布從而近似模擬流體流動情況。

利用流體力學相關計算方法進行三維數值模擬，壁面為絕熱條件，速度場與壓力場耦合采用SIMPLEC算法利用計算機計算出煙氣速度場與濃度分布。

利用流體力學相關計算方法進行流場模擬采用標準k-ε湍流模型和拉格朗日離散相模型，方程離散格式選用二階迎風差分格式，用Simple算法計算，得到溫度場的分布情況，結合以上速度場與濃度分布結果，確定噴氨格柵的安裝位置、結構以及氨的噴射量，保證SNCR中NOx的脫除效率降低氨的逃逸率。

附圖說明：

圖1為煙道口濃度分布及速度分布

圖2為煙道口溫度分布

具體實施方式：

為能進一步了解本發明專利的發明內容，特點及功效，茲列舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

利用流體力學相關計算方法進行三維數值模擬，壁面為絕熱條件，速度場與壓力場耦合采用SIMPLEC算法。混合煙氣密度、粘滯系數、導熱系數和比熱的計算中，將混合煙氣看作多種理想不可壓氣體間混合。網格劃分在5000000到6000000之間，采用專業計算機計算出煙氣速度場與濃度分布。如圖1(a)所示，圖中大部分區域氨氮比0.91～0.94，只有左邊小塊區域氨氮比為0.97，偏高。因此需要調整氨噴嘴長度搭配和部分噴嘴的噴氨量，使整個區域的氨氮比在理論范圍之內降低氨的逃逸率。

如圖1(b)所示，圖中大部分區域流速為-4.5～-5m/s，但是左邊小塊區域流速為0～-2m/s，因此在保證大部分噴氨設備的噴氨效果與流速相符的同時，也要對左邊區域的噴氨設備進行個別正調整，保證整個區域內煙氣與還原劑充分混合優化脫硝效率。

利用流體力學相關計算方法進行流場模擬采用標準k-ε湍流模型和拉格朗日離散相模型，方程離散格式選用二階迎風差分格式，用Simple算法計算，得到溫度場的分布情況如圖2所示。圖中煙道口的溫度在第二溫度區域以下，都不在870～1150℃這個溫度窗口之內，若要SNCR反應高效進行，必須把按格柵裝在煙道口的第一和第二溫度區域之內，保證SNCR的NO_x順利進行。