CN102120144B - Scr脱硝流场模拟系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SCR脱硝流场模拟系统，包括SCR脱硝反应器模型、流量测量装置、除尘器、引风机和甲烷气体喷射装置；SCR脱硝反应器模型是根据真实的SCR脱硝反应器按照1:10至1:15比例缩小得到，包括省煤器出口段、SCR脱硝反应器和空预器入口段，空预器入口段连接至一水平设置的测量管道，流量测量装置设置在该测量管道上；测量管道的出口通过一竖直管道接一水平管道的结构接入除尘器的入口，除尘器的出口与引风机相连接；测量管道上还设置有三通开关，所述甲烷喷射装置通过喷射管道接入喷氨混合段，通过本发明的系统能够非常方便的对SCR脱硝反应器内的流场、压力场和浓度场进行测量，同时真实模拟反应器内的粉煤灰运动，为真实反应器的结构设计与优化提供依据。

Description

SCR脱硝流场模拟系统与方法
技术领域
本发明涉及脱硝设备领域，特别涉及一种SCR脱硝流场模拟系统，还涉及一种SCR脱硝流场模拟方法。
背景技术
对于SCR脱硝反应装置而言其核心是脱硝催化剂，在催化剂的作用下烟气中的NOx与NH3快速反应生成N2和H2O。为完全发挥催化剂的催化效果，需要保证系统的流场分布非常均匀（包括温度分布、氨气和氮氧化物的分布、流速分布等），另外为了保证SCR脱硝反应器能够长期有效地运行，烟道内不能积灰（积灰严重会造成堵塞，使设备压损增大，并且影响后续设备的使用寿命），如果积灰将会直接影响脱硝效率。
利用模型通过流场模拟来确定SCR脱硝反应器内部构件是一种很好的设计方式，该方式的关键在于设计一种能够真实反映出模拟SCR脱硝系统流场状况组合系统。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供了一种SCR脱硝流场模拟系统，能够真实模拟反应器中NH3的混合效果，为脱硝反应器内部构件设计及优化提供参考依据；本发明的目的之二是提供一种SCR脱硝流场模拟方法。
本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：该SCR脱硝流场模拟系统，包括SCR脱硝反应器模型、流量测量装置、除尘器、引风机和甲烷气体喷射装置；
所述SCR脱硝反应器模型是根据现有的SCR脱硝反应器按照1:10至1:15比例缩小得到，包括省煤器出口段、SCR脱硝反应器和空预器入口段，省煤器出口段与水平设置的喷氨混合段的入口相连接，所述喷氨混合段的出口与SCR脱硝反应器的入口之间通过竖直段相连接，所述SCR脱硝反应器的出口段与空预器入口段相连接；
所述空预器出口段连接至一水平设置的测量管道，所述流量测量装置设置在该测量管道上，所述测量管道上还设置有三通开关，所述三通开关位于流量测量装置与竖直管道之间；
所述测量管道的出口通过一竖直管道接一水平管道的结构接入除尘器的入口，所述除尘器的出口与引风机相连接；
所述甲烷喷射装置通过喷射管道接入SCR脱硝反应器模型，通过喷射管道上的流量开关控制进入SCR脱硝反应器模型内部的甲烷流量。
进一步，所述甲烷喷射装置包括甲烷气瓶、解压阀和流量计，所述解压阀和流量计均设置在喷射管道上。
进一步，所述甲烷气瓶的出口与喷射管的入口之间设置有解压阀和流量计。
本发明的目的之二是提供一种利用如前所述的SCR脱硝流场模拟系统进行流场模拟的方法，包括以下步骤：
1）通过调节三通开关来控制SCR脱硝反应器模型内的流量，当调节流量达到需要流量并系统稳定运行5min之后，通过流量测量装置测量SCR脱硝反应器内的流场和压力场；
2）通过甲烷喷射装置向SCR脱硝系统反应器模型内注入甲烷气体，用来模拟反应器中NH3的真实混合效果，并在检测平面测量甲烷气体的分布状况来模拟NH3的分布状况。
进一步，还包括步骤3），即通过在省煤器出口处加入颗粒物来模拟真实反应器内的粉煤灰运动，通过观察SCR脱硝反应器模型内颗粒物的运动和沉积来判断真实反应器内是否会存在积灰效果。
本发明的有益效果是：
1.通过本发明的系统能够非常方便的对SCR脱硝反应器内的流场和压力场进行测量，同时能够真实模拟反应器中NH3的混合效果，通过测量甲烷气体的分布状况来模拟出NH3的分布状况，为脱硝反应器内部构件的确定提供参考依据；
2.另外，本发明的系统还可以真实模拟反应器内的粉煤灰运动，从而可以判断出真实结构的反应器中是否会存在积灰效果，为真实反应器的结构设计与优化提供依据；
3.本发明的系统结构紧凑，方法实施简单，测得数据真实可靠，参考价值高，具有推广价值。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明的SCR脱硝流场模拟系统，包括SCR脱硝反应器模型1、流量测量装置2、除尘器4、引风机5和甲烷气体喷射装置12；甲烷气体无毒，为了实验人员的人身安全，故采用甲烷气体。
所述SCR脱硝反应器模型1是根据设计厂家提供的具体项目SCR脱硝反应器的尺寸，按照1：10至1：15的比例将SCR脱硝反应器进行缩小得到，包括省煤器出口段6、SCR脱硝反应器9和空预器入口段11，省煤器出口段6与水平设置的喷氨混合段7的入口相连接，喷氨混合段7的出口与SCR脱硝反应器9的入口之间通过竖直段8相连接， SCR脱硝反应器9的出口段与空预器入口段11相连接；
空预器入口段11连接至一水平设置的测量管道22，所述流量测量装置2设置在该测量管道12上；测量管道12的出口通过一竖直管道13接一水平管道14的结构接入除尘器4的入口，所述除尘器4的出口与引风机5相连接；
测量管道22上还设置有三通开关3，所述三通开关3位于流量测量装置2与竖直管道13之间；
因为甲烷要根据不同的反应器中不同的位置加入到SCR脱硝反应器中，所以甲烷喷射装置12要根据需要通过喷射管道16接入SCR脱硝反应器模型1的不同位置，从而提高了本系统使用的灵活性，可以满足多种情况下的模拟需要。
本实施例中，甲烷喷射装置12通过喷射管道16接入喷氨混合段7，且通过喷射管道16上的流量开关17控制进入喷氨混合段7的甲烷流量。
本实施例中，甲烷喷射装置包括甲烷气瓶12、解压阀18和流量计15，所述解压阀18和流量计15均设置在喷射管道16上。
本实施例中，喷氨混合段7与竖直段8之间、以及竖直段8与SCR脱硝反应器9的入口之间的连接部均采用圆滑过渡；所述空预器入口段11与测量管道22之间、以及测量管道12的出口与竖直管道13的连接部均采用圆滑过渡。
作为进一步的改进，甲烷气瓶的出口与喷射管的入口之间设置有解压阀和流量计。由于甲烷气瓶内装14mpa的高压气，故需要采用解压阀卸压，流量计用于测量甲烷气体的流量。
利用上述SCR脱硝流场模拟系统进行流场模拟的方法，包括以下步骤：
1）通过调节三通开关来控制SCR脱硝反应器模型内的流量，当调节流量达到需要流量并系统稳定运行5min之后，通过流量测量装置测量SCR脱硝反应器内的流场和压力场；
2）通过甲烷喷射装置向SCR脱硝系统反应器模型内注入甲烷气体，用来模拟反应器中NH3的真实混合效果，并在检测平面测量甲烷气体的分布状况来模拟NH3的分布状况；
3）通过在省煤器出口处加入颗粒物来模拟真实反应器内的粉煤灰运动，通过观察SCR脱硝反应器模型内颗粒物的运动和沉积来判断真实反应器内是否会存在积灰效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.SCR脱硝流场模拟系统，其特征在于：包括SCR脱硝反应器模型（1）、流量测量装置（2）、除尘器（4）、引风机（5）和甲烷气体喷射装置（12）；
所述SCR脱硝反应器模型（1）是根据真实的SCR脱硝反应器按照1:10至1:15比例缩小得到，包括省煤器出口段（6）、SCR脱硝反应器（9）和空预器入口段（11），所述省煤器出口段（6）与水平设置的喷氨混合段（7）的入口相连接，所述喷氨混合段（7）的出口与SCR脱硝反应器（9）的入口之间通过竖直段（8）相连接，所述SCR脱硝反应器（9）的出口段与空预器入口段（11）相连接；
所述空预器入口段（11）连接至一水平设置的测量管道（22），所述流量测量装置（2）设置在该测量管道（22）上；所述测量管道（22）的出口通过一竖直管道（13）接一水平管道（14）的结构接入除尘器（4）的入口，所述除尘器（4）的出口与引风机（5）相连接；
所述测量管道（22）上还设置有三通开关（3），所述三通开关（3）位于流量测量装置（2）与竖直管道（13）之间；
所述甲烷喷射装置（12）通过喷射管道（16）接入SCR脱硝反应器模型（1），通过喷射管道（16）上的流量开关（17）控制进入SCR脱硝反应器模型（1）内部的甲烷流量；
所述甲烷喷射装置包括甲烷气瓶、解压阀（18）和流量计（15），所述解压阀（18）和流量计（15）均设置在喷射管道（16）上。
2.利用如权利要求1所述的SCR脱硝流场模拟系统进行流场模拟的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）通过调节三通开关来控制SCR脱硝反应器模型内的流量，当调节流量达到需要流量并系统稳定运行5min之后，通过流量/压力测量装置测量SCR脱硝反应器内的流场和压力场；
2）通过甲烷喷射装置向SCR脱硝系统反应器模型内注入甲烷气体，用来模拟反应器中NH3的真实混合效果，并在检测平面测量甲烷气体的分布状况来模拟NH3的分布状况。
3.如权利要求2所述的SCR脱硝流场模拟方法，其特征在于：还包括步骤3），即通过在省煤器出口处加入颗粒物来模拟真实反应器内的粉煤灰运动，通过观察SCR脱硝反应器模型内颗粒物的运动和沉积来判断真实反应器内是否会存在积灰效果。
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