動態(tài)噴氨格柵在SCR脫硝工藝中的應(yīng)用研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：SCR工藝脫硝效率與NH3/NOx摩爾比，催化劑床層上方氣流分布，NH3與煙氣混合程度密切相關(guān)。借助物理模型模擬某電廠300MW中型機(jī)組尾部SCR煙氣脫硝反應(yīng)器，對動態(tài)噴氨格柵對催化劑床層上下方測試斷面Ⅰ、Ⅱ的煙氣流速偏差和NH3(CO2)的濃度偏差進(jìn)行測試。

結(jié)果表明：Ⅰ斷面最大和最小煙氣流速分別為4.47m/s和3.75m/s，最大偏差16.11%;Ⅱ斷面最大和最小煙氣流速分別為4.21m/s和3.42m/s，最大偏差18.76%。I斷面最大和最小CO2濃度分別為4.1%和3.4%，最大偏差為17.07%;Ⅱ斷面最大和最小CO2濃度分別為4.0%和3.2%，最大偏差20.0%，因此采用動態(tài)噴氨格柵對SCR反應(yīng)器的高效運(yùn)行具有積極作用。

關(guān)鍵詞：動態(tài)噴氨格柵;SCR;煙氣流速;濃度;偏差

SCR工藝與其他脫硝工藝相比具有較高的脫硝效率，目前已成為燃煤電廠尾部煙氣治理的主流技術(shù)[1]。SCR脫硝效率與NH3/NOx摩爾比，催化劑床層上方氣流分布，NH3與煙氣混合程度密切相關(guān)[2-4]。

其中，NH3/NOx摩爾比可以通過SCR反應(yīng)器進(jìn)口和出口處的NOx在線監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)反饋至可編程邏輯控制器，結(jié)合鍋爐運(yùn)行工況經(jīng)計算后進(jìn)行實時調(diào)整，催化劑床層上方氣流分布可通過設(shè)置在反應(yīng)器入口處的導(dǎo)流板和整流器來改善氣流分布狀況，但對于提升NH3與煙氣的混合程度一直沒有較好的解決方案[5-6]。

NH3與煙氣的混合程度不僅影響脫硝效率，還會影響反應(yīng)器出口NH3逃逸量[7-8]。在NH3與煙氣混合程度不均勻的情況下，出口NOx在反應(yīng)器截面上存在較大的濃度偏差，致使計算得到NH3/NOx摩爾比不準(zhǔn)確，最終會導(dǎo)致SCR反應(yīng)器的低效運(yùn)行[9-12]。

本研究利用物理模型模擬SCR工藝脫硝過程，測試動態(tài)噴氨格柵對NH3與煙氣混合效果，為實際工程中SCR反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。

1模型設(shè)計與材料

本試驗采用的物理模型模擬某電廠300MW機(jī)組尾部SCR煙氣脫硝反應(yīng)器，該模型材質(zhì)為有機(jī)玻璃，模型尺寸與SCR反應(yīng)器實體尺寸比例為1∶10，反應(yīng)器物理模型如圖1所示，由水平煙道、豎直煙道、動態(tài)噴氨格柵、催化劑床層等部分組成。

由于試期驗只討論動態(tài)噴氨對NH3與煙氣的混合效果影響，因此煙氣和NH3分別采用舞臺煙霧發(fā)生器和CO2標(biāo)準(zhǔn)氣體代替。試驗設(shè)置兩處測試斷面Ⅰ和Ⅱ，分別位于催化劑床層上方和下方，測試內(nèi)容為混合煙氣速度分布以及CO2濃度分布?；旌蠠煔馑俣炔捎肨ESTO425熱敏風(fēng)速儀測試，CO2濃度采用TES-TO535CO2測定儀測試。

圖1反應(yīng)器物理模型

動態(tài)噴氨格柵由若干個噴氨單元組成，每個噴氨單元包含多個氨氣噴嘴，噴嘴的正下方同軸連接有葉片單元體，葉片單元體由4個大小相同的薄板構(gòu)成。

葉片單元體在煙氣壓力、流速不穩(wěn)定等因素及振動波推力的影響下，產(chǎn)生廣延恒溫的漩渦，多個葉片單元體的不定向晃動還會形成強(qiáng)烈的紊流效應(yīng)，通過漩渦的強(qiáng)力旋轉(zhuǎn)和卷吸可以在干流方向上有效地混合不同密度、溫度、濃度的介質(zhì)，并能夠在最短的煙道中確保氨氣與煙氣的均勻混合。

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