柴油机尿素SCR氨分布均匀性的试验与模拟优化

在发动机排气温度300℃、排气流量400kg/h的条件下,测量了尿素SCR催化剂载体前端面的NH3浓度分布。测试结果表明:载体前端面NH3浓度分布均匀性较差,NH3浓度最大值约是最小值的6倍,试验NH3分布均匀性指数仅为0.791。为了提高NH3的分布均匀性,采用CFD软件建立了该SCR系统的流动以及尿素水溶液的喷雾、热解和水解反应等模型,并研究了混合器对NH3浓度分布的影响。模拟结果表明:尿素水溶液喷射后,部分液滴发生撞壁,在排气管直管段大部分液滴集中沿管壁方向运动,进入进口多孔管后液滴分散开,但整体液滴分布不均匀。安装混合器能够使NH3分布均匀性指数和NOx转化效率提高约10%。

丙烯、氨分布器材质选择的探索

本文通过对大庆石化丙烯腈装置反应器内构件丙烯、氨分布器的氧化腐蚀和渗氮腐蚀的分析,从工艺控制和材质选择两个主要方面对丙烯、氨分布器的腐蚀进行控制,效果良好。

氨分布对柴油机并联式 SCR 后处理系统 NO x 排放的影响

以国六并联式SCR后处理系统为研究对象,在13 L国六柴油机上,采用速度均匀性和氨分布均匀性仿真计算、两路SCR平均氨浓度分析和氨质量加权百分数仿真计算、氨分布均匀性试验、排放性能试验等方法,对两种仅混合器不同的国六并联式SCR后处理系统NO x排放进行研究。仿真分析研究表明:两路并联的SCR后处理系统速度均匀性和氨分布均匀性计算值在0.96~0.99之间,单个SCR装置的前端面氨浓度均匀性试验测试结果也在0.98以上,但两路SCR前端面的平均氨浓度相对偏差在5%~17%之间,会导致后处理系统NO x排放较差;氨浓度试验验证了仿真分析的正确性。排放性能试验表明,两路SCR前端面平均氨浓度偏差较大的后处理系统WHSC排放结果会恶化;可通过氨质量加权百分数相对偏差的仿真计算评估并联式SCR后处理系统催化能力,经试验对比建议计算评价标准设定为5%以内较为合理。

丙烯-氨分布器断裂原因分析及对策

某石化公司化工厂丙烯腈车间的反应器是丙烯腈装置的核心设备。反应器为立式流体床,顶部设集气室,在反应器下部,装有丙烯-氨分布器(简称丙烯氨分布器)和空气分布板。工艺过程为丙烯、氨的混合气体由丙烯氨分布器小支管向下吹出,与空气分布板向上吹出的空气和催化剂作用,生成丙烯腈气体。该反应器下部的丙烯氨分布器上分布管多次出现损坏。对丙烯氨分布器进行检查,经过光谱检测、无损检测和金相检验等方法,说明丙烯氨分布器是外部氧化反应及内部的渗氮反应导致分布管脱落。实践证明,虽然15Cr Mo属于珠光体组织耐热钢,在高温下具有较高的热强性和抗氧化性,并具有一定的抗氢腐蚀能力,但是在丙烯、氨和空气的混合介质中,455℃和0.148 MPa条件下,不如20号钢抗渗氮和抗氧化性强,检修期间将分布管及分布管材质进行更换,丙烯氨分布管目前已运行超过3 a,未出现分布管脱落现象。

丙烯/氨分布器的加工制作

介绍了丙烯 /氨分布器加工制作等环节上的质量控制措施 ,分析了机加工过程中划线钻孔采取的工艺方法及在圆弧面钻斜孔的经验和为保证质量采取的一系列行之有效的工装设施。

船舶SCR脱硝尿素喷射分解及氨气分布均匀性的优化

以某船型柴油机尾气选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺为对象,采用数值模拟研究喷射管内氨气(NH_3)生成过程及分布均匀性。模型包括尿素液滴的雾化、蒸发、分解以及与流场的相间作用等。结果表明,模型可详细预测烟道内气体速度场、温度场、NH_3等气体组分场、液滴轨迹等,NH_3转化率及分布均匀性受到烟气温度、入口湍流强度、扰流器的影响。提高烟气温度、提高烟气入口湍流强度、增加扰流器,均促进NH_3生成并提高分布均匀性,但是,扰流器的旋片角度过大,会导致部分液滴冲击到管道壁面,不利于NH_3生成。对比扰流器旋片角度为15°、30°和45°的情况,发现旋片角度30°时对提高NH_3生成及分布最为有利,其出口NH_3分布不均匀性从无绕流器条件下的39.57%降低到9.36%。

基于原位取样技术的氨逃逸分布式在线监测仪表应用

针对大截面烟道单点测量不具代表性的问题,提出基于原位取样技术的氨逃逸分布式在线监测方法,并对该测量技术进行现场应用。测量结果表明,该原位取样测量仪表因取样路径极短,可在工况变化时迅速做出响应;同时因该仪表直接在烟道内部完成取样及测量,可保证测量样气不失真;配合多通道分析仪可精确测量脱硝后各分区氨逃逸率的同步数据,快速反映各分区喷氨阀门的开度是否合适,为脱硝喷氨分区阀门开度调整提供依据,进一步指导精细化喷氨,降低运行成本及环境污染。同时可最大程度降低因氨逃逸过高造成的机组停机等运行风险。

中试平台SCR低温催化剂测试与氨逃逸分布特征

目前燃煤机组低负荷运行的情况越来越多,研究机组低负荷运行时NOx控制技术可有效降低燃煤机组的NOx排放浓度。本文利用已建成的20000m^(3)/h的实际燃煤烟气的污染物脱除试验平台,安装低温段脱硝催化剂整体模块,测试该催化剂的性能指标,现场取样并重点分析氨逃逸和转化率指标,得出实际烟气条件下氨逃逸分布特征。结果表明:该低温脱硝催化剂的低温段在290~250℃范围内,脱硝效率可达到80%,脱硝出口NO_(x)可控制在50mg/m^(3)(标准)以内,甚至20mg/m^(3)以内,氨逃逸最高为1.68mg/m^(3),小于标准要求值2.28mg/m^(3),SO_(2)/SO_(3)转化率最高为0.73%,小于标准要求值1%,满足运行要求。文中进一步研究了氨逃逸浓度沿程分布情况,经测试表明,290℃时沿程氨逃逸浓度不断降低,除尘器前降低32.2%,除尘器后降低65.5%。

碳素钢分布器在反应器中的腐蚀分析

分析反应器R-101内丙烯氨分布器的腐蚀原因,并介绍了新材料的应用。

海中鱼类集群地点与海水中氨量分布的关系

鱼类栖息水中随着时间的增加，排泄物不断增多，特别是鱼类密集成群时，排泄物显著增加，从而影响到水质的变化；在较浅的水域里，往往凭感官即能察觉出来。例如有经验的渔民认为冬季带鱼汛期，渔场海水常有一种特殊的“香味”，并以嗅此种“香味”作为寻找鱼群的指标。

柴油机Urea-SCR喷射系统结构参数对NO_x转化率的影响

利用计算流体动力学(CFD)方法,对尿素-选择性催化还原技术(Urea-SCR)尿素水溶液在排气管路中蒸发雾化过程和NH3的浓度进行了数值模拟,分析了不同喷射位置、不同喷射角度和不同喷射距离对尿素水溶液蒸发热解成NH3及NOx转换率的影响。结果表明:在B位置喷嘴喷射位置、30.0°和37.5°喷射角度,6倍、8倍及10倍管径距离喷射由于壁面有较少的结晶现象,入口截面NH3浓度高,因此获得较高的NOx转化率。

丙烯腈反应器的内构件国产化

介绍了丙烯腈反应器的内构件组成,着重论述了我国具有自主知识产权的丙烯腈反应器的关键内件技术,包括旋风分离器系统、丙烯氨分布器、空气分布板等等。

燃煤锅炉SCR脱硝系统调试介绍

介绍了SCR脱硝工艺和某电厂机组脱硝的设计方案,说明了脱硝各调试阶段应注意的要点,并重点介绍了脱硝喷氨分布的调试原则和调试过程,根据反应器出口NO的实测数据分析了脱硝调试效果,从而对脱硝现场调试情况提出了相关建议。

SCR烟气脱硝数学模拟研究

选择性催化还原法(SCR)脱硝反应器中的烟气流动情况对于脱硝反应的实际效果有显著影响。对SCR反应器入口烟气流场、SCR反应器氨浓度分布及SCR反应器出口烟气流场进行数学模拟。通过在弯头处增加弧形导流板,调整喷氨阀门开度,在SCR反应器出口段加装了4个垂直的导流板后,优化了SCR脱硝反应器中的烟气流速和氨浓度分布,在保证氨逃逸率的前提条件下,使脱硝效率达到设计值;通过模拟对烟道及反应器进行优化,大大降低了烟气对催化剂的冲刷,消除了烟道及反应器的飞灰沉积。

制氢转化炉烟气NO_(x)排放控制优化研究

介绍了工业炉烟气常用脱硝工艺。对某公司制氢装置转化炉选择性脱硝系统在生产运行中出现的问题进行了分析,并提出了工艺优化方案以及应对策略。通过优化氨水罐底原料线结构形式、优化SCR烟气脱硝系统氨气分布孔径、优化燃料气系统、增加低压蒸汽吹扫管线、提高氨水品质、提高氨水浓度等一系列措施,有效降低了装置排放的NO_(x)含量,降低了装置生产运行成本。

农用发动机SCR系统内尿素分解特性研究

以某型号非道路发动机为试验发动机,反应段为直径7寸、目数200、长度25 mm和50 mm规格的钒基挤出式催化剂各两段组合而成的SCR催化反应器,研究催化剂内部氨的生成特性,探究结构参数与工况条件对催化剂内部尿素分解率和氨分布的影响。结果表明:随着排气温度的升高和流量的减小,使得催化剂径向测量截面氨分布均匀性提高,SCR反应效率提高。在各试验工况和结构条件下,尿素分解主要发生在催化剂的前100 mm,在此长度内分解速率较快,后逐渐变慢。在催化剂长度为150 mm时,各个工况下催化剂出口处尿素平均分解率均大于80%,可满足标准SCR反应所需。通过台架试验对尿素分解特性及氨分布的研究,为提高车用尿素利用效率和优化后处理系统催化剂设计提供一定的参考。

一种带有多孔隔板设计的SCR混合器研究

为满足日益严苛的排放法规要求,对车用柴油机尾气后处理系统提出了更高的尾气处理要求。通过对SCR混合器的孔板位置及大小尺寸进行仿真优化分析,发现左下角开孔面积增大、右上角孔位减少可以有效提高氨分布均匀性。利用计算机辅助模拟的手段对柴油机后处理系统的选择性催化还原氨分布均匀性指数进行了优化,对SCR前端的混合器孔板优化后氨分布均匀性指数≥0.95,较原设计改善了6%,有效提高了SCR的反应效率。

SCR脱硝系统问题现状及优化建议

为了保证脱硝系统的高效稳定运行,避免NOx排放超标、氨逃逸量过高等问题,对脱硝系统在运行中可能出现的一些问题进行研究。针对脱硝运行中可能出现的在线测点不准、不具有代表性、烟气流场不均匀、催化剂磨损、催化剂活性降低、氨氮物质的量之比分布不均匀、控制系统对变工况适应性差、供氨系统异常等问题进行详细分析,并提出有针对性的优化建议,使脱硝系统保持经济、高效的运行状态,为脱硝系统故障分析及优化提供参考。

基于数值模拟的水煤浆锅炉SCR脱硝系统流场优化

以水煤浆锅炉SCR脱硝系统为研究对象,以FLUENT模拟计算为手段,探究了合理的导流板设计对SCR反应系统流场及氨浓度分布的重要作用。结果表明,加入导流板后,第一层催化剂上端速度分布偏差和氨浓度分布偏差分别为14.32%和4.86%,压降为893 Pa,满足预期目标。进一步通过改变SCR出口水平烟道导流板长度及角度,以SCR出口速度分布云图为判断基准,探究了合理的导流板结构设计对流场均布的重要性。

循环流化床锅炉SNCR脱硝模拟优化研究

为优化循环流化床(CFB)锅炉选择性非催化还原(SNCR)脱硝的性能,本文采用CFD流体计算软件,对某电厂300MWCFB锅炉SNCR脱硝过程中的烟气流动、液滴雾化蒸发、NH3-烟气的混合、烟气-颗粒多相耦合等进行了模拟优化研究。结果表明,SNCR脱硝系统的三台旋风分离器入口风量基本一致,分离器内温度与颗粒浓度分布正常,通过改动喷枪的位置及喷枪的相对间距,能够明显改善分离器内NH3与烟气混合的均匀性,省煤器后烟气速度分布与氨浓度分布均匀。研究结论为SNCR脱硝系统的优化改造提供了参考。