活性焦脫硫脫硝反應器模擬及內構件優化

作者：張云雷,梁大明,孫仲超,熊銀伍

摘要：隨著環保政策的收緊,煙氣排放要求日趨嚴格,工業廢氣污染物脫除形勢嚴峻。活性焦煙氣凈化工藝與傳統煙氣凈化工藝相比具有節水節能、無二次污染的技術特點。作為工藝的核心,反應器的研究已經成為了制約該項技術發展的關鍵。以某工程活性焦聯合脫硫脫硝反應器為研究對象,建立了數值分析模型,對比了不同工況條件下模型壓降與現場裝置壓降值,二者平均偏差5.9%,模型能夠在一定程度上反映裝置實際運行情況。在此基礎上利用CFD軟件對反應器內部流場以及關鍵組分濃度場進行了模擬分析。根據模擬結果,反應器進氣室內煙氣流動紊亂,出現了渦流以及空腔現象,進而導致煙氣在活性焦層中停留時間出現差異;由噴氨區氨氣質量分數分布云圖可知,氨氣分布不均勻,對系統污染物脫除效率造成負面影響。針對以上問題,采取在反應器內添加內構件的方式來提高系統污染物脫除效率。為提高反應器入口煙氣的均布性,在反應器煙氣入口位置設置導流板并對比分析了3種不同形式導流板的優化效果,結果表明煙氣入口加裝等距階梯型彎曲導流板時,煙氣均布效果最好,系統內氣流均布性較未添加導流板前提高了11%,壓降降低了267 Pa;由于活性焦煙氣脫硝所采用的方法為氨選擇性催化還原法,脫硝過程中需要噴入氨氣作為還原劑,在噴氨量一定條件下,氨氣在反應器脫硝區濃度分布是否均勻直接影響系統最終的脫硝效率。為了提高氨氣濃度分布均勻性,在原有噴氨格柵的基礎上添加多孔板,利用多孔板對氨氣的分流及均布作用,達到短距離內氨氣與煙氣混合的目的。加裝多孔板與傳統的縮小噴氨孔孔徑、增加噴氨管數的方式相比,降低了裝置運行過程中格柵堵管的風險,提高了裝置運行穩定性。模擬結果顯示噴氨格柵上方加裝多孔板使裝置噴氨均勻性提高了21%?

發文機構：煤炭科學技術研究院有限公司煤化工分院 煤基節能環保炭材料北京市重點實驗室 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室

關鍵詞：活性焦脫硫脫硝反應器數值模擬導流板噴氨格柵actived cokedesulfurization and denitrificationreactornumerical simulationguide platespraying ammonia grille

分類號： X701[環境科學與工程—環境工程]