论文总字数：21119字

摘 要

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由于SCR系统脱硝过程中，一些焦炉烟气温度无法达到SCR脱硝需要的目标温度，造成了催化剂的损失，资源的浪费，同时催化不完全还会导致氨的泄漏，引起环境污染，因此，需要在烟气进入带有催化剂的SCR反应器前对其进行加热。加热方法是向输送冷烟气的烟道中通入热烟气。为此本文通过计算机数值模拟的方法，针对补燃式SCR脱硝系统中高温烟气直接加热低温烟气过程，建立了能够准确描述该过程的数理模型。

对不同结构的烟道中的冷热烟气的混合情况进行了测试与分析，当入口的冷烟气量与混合温度确定后，热烟气的输入量确定，在此基础上调整射流喷射和扩散过程中的各项参数，本次模拟中调整的是高温烟气的流速（高温烟气管道的管径）以及高温烟气管道的数目。提高管子数目可以提高烟道水平方向的混合度，但是不仅会导致热烟气流速下降，穿透力不足，无法让热烟气穿透冷烟气，而且也使节流阀的调节能力变差；减少管子数目可以提高穿透力，但是最终只会加热部分烟气，混合不均匀。综合模拟结果，使用两个管子的布置在各方面比较合适。同时，分析混合过程云图，得出了加装混合器的冷热烟气混合点。

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关键词：冷热烟气混合，数值模拟，烟道结构设计，温差射流流动

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Abstract

As the SCR system denitrification process, some coke oven flue gas temperature can not reach the target temperature required for SCR denitrification, resulting in the loss of catalyst, waste of resources, while catalysis will not lead to ammonia leakage, causing environmental pollution, therefore, need The flue gas is heated before it enters the SCR reactor with catalyst. The heating method is to pass hot flue gas into the flue of the flue gas. In this paper, the mathematical model of the process can be accurately described by the method of computer numerical simulation, which is used to directly heat the low temperature flue gas in the high temperature flue gas of the recharged SCR denitrification system.

The mixing of hot and cold flue gas in flue with different structure was tested and analyzed. When the inlet volume and the mixed temperature were determined, the input amount of hot flue gas was determined, and the jet injection and diffusion The parameters of the process, the simulation is to adjust the high temperature flue gas flow (high temperature flue gas pipe diameter) and the number of high temperature flue gas pipeline. Increasing the number of tubes can increase the mixing degree in the horizontal direction of the flue, but not only will the hot flue gas flow rate decrease, the penetrating power is insufficient, the hot flue gas can not penetrate the cold flue gas, but also the regulating ability of the throttle valve is deteriorated; Reducing the number of tubes can increase penetration, but in the end will only heat part of the flue gas, mixed uneven. As a result of the integrated simulation, the use of two tubes is more appropriate in all respects.

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KEY WORDS: Mixed Hot and Cold Flue Gas, Numerical Simulation, Flue Structure Design, Temperature Jet Flow

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目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.1.1氮氧化物的危害 1

1.1.2 我国氮氧化物的排放现状 1

1.2烟气脱硝技术 2

1.2.1选择性催化还原法 3

1.2.2选择性非催化还原法 3

1.2.3 SCR系统反应器的布置方式 4

1.3课题的主要内容 5

第二章 实验模拟 6

2.1 数值模拟 6

2.2 计算机流体力学 6

2.2.1 计算机流体力学概论 6

2.2.2 计算机流体力学模拟步骤 7

2.3模型概括与实验条件 8

2.4 模拟数据 9

2.4.1原始条件及数据 9

2.4.2模拟参数计算 9

2.4.3 建立网格 12

第三章 模拟数据的分析 13

3.1 烟道的侧视图 13

3.2各个工况下的出口温度偏差曲线 14

3.3不同管数的烟道出口的温度分布云图比较 15

3.4相同管数的出口温度分布云图比较 16

3.5同一烟道不同截面的温度分布云图比较 17

3.6加装混合器后的混合结果 18

结 论 20

致 谢 21

参考文献 22

第一章 绪论

1.1引言

1.1.1氮氧化物的危害

近年来，工业生产处于不断的发展中，电厂、焦炉厂等工厂的规模数量越来越多，这些工厂排放的氮氧化物的不断增加，严重破坏了环境，引起了一系列的环境问题。氮氧化物是什么呢？NO_x是氮氧化物的总称，它可以分为以下种类:N₂O（一氧化二氮）、 NO（一氧化氮）、NO₂（二氧化氮）、N₂O₃（三氧化二氮）、N₂O₄（四氧化二氮）和 N₂O₅（五氧化二氮）等，在这些氮氧化物中，造成空气污染的主要污染物为NO，NO₂和N₂O。锅炉等烧结燃烧过程将产生大量的氮氧化物，生成氮氧化物主要由NO和NO₂组成 。

NO_x会对人体造成很大伤害，在各种NO_x排放源中，绝大多数是燃烧过程产生NO。NO是无色无味的有毒气体，与血液中血红蛋白结合能力强，两者结合引起缺氧，导致中枢神经麻痹；NO₂毒性较大，严重者会引起支气管炎和肺气肿；N₂O通常被称为“笑气”，具有神经性的刺激作用，另外，它也是一种破坏臭氧层的主要污染性气体。

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