基于CHEMKIN对锅炉SNCR脱硝系统模拟及优化

北极星环保网讯:NOx是电力行业燃煤锅炉尾部烟气排放三大污染物之一，随着国家排放标准(GB13223－2011)的实施。选择性非催化还原技术(SNCR)是一种价格低廉的脱硝技术，但其脱硝效率低成为限制其发展的重要因素。为此国内外学者对SNCR的模拟及优化做出了研究，文献提出了MILLER模型，可对SNCR进行模拟和预测;文献在前人基础上进行改进，提出NH3、N2、O2体系的化学反应机理模型—SKG03;南开大学以GRI3．0数据库和Gear算法为基础，采用敏感性分析的方法对NOx简化机理进行模拟。本文应用化学动力学CHEMKIN软件来对影响脱硝效率的因素进行了模拟及其优化，更能够接近真实的脱硝情况，同时对SNCR脱硝系统具有一定的工程实际指导意义。

1、SNCR系统化学反应动力学理论基础

SNCR过程主要为气相反应之中的不同物质相互转化与影响的过程，若反应物共有k种，其过程可以表达成以下形式

式中

式中I———SNCR反应模型中基元反应数目;

k———模型中反应物数目;

Vki———化学当量系数;

Xk———基元反应中第k种反应物。

2、CHEMKIN软件的SNCR脱硝系统运行

2．1SNCR脱硝系统化学反应器模型

CHEMKIN中提供了多种反应器模型，实际的SNCR过程是一个流体连续流动的过程。对于连续流动反应器，有两类理想的反应器模型:全混流反应器模型PSR和柱塞流反应器模型PFR。由于旋风分离器内实际烟气中成分在反应器中的逗留时间参差不齐，物料的温度与浓度沿反应流动方向是发生变化的，故采用PSR对理想工况下的SNCR过程进行计算。图1为SNCR反应所建模型。

2．2SNCR基元反应机理的选择

本文简化的SNCR脱硝过程的化学动力学模型，反应机理共包括26种物质，137个基元反应。该简化SNCR反应机理也分析了添加CH4、H2添加剂对SNCR反应的影响。

2．3计算条件的选择

计算条件的设置根据物料平衡分析的结果，关键参数如表1所示。

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