燃煤电站SCR烟气流场与还原剂优化：数值模拟与实验验证

燃煤电站的烟气脱硝系统（Selective Catalytic Reduction, SCR）是控制氮氧化物排放的重要手段，尤其是在现代环保法规日益严格的背景下。本文主要聚焦于燃煤电站SCR内的烟气流场及还原剂（通常指氨气）浓度场的优化研究。作者采用数值模拟方法，对三种不同的设计策略进行了深入分析： 1. 第一种方案是喷氨格栅（AIG）单独应用，着重研究了其对氨氮比不均匀性、速度不均匀性、温度不均匀性、压降以及入射角的影响。研究表明，AIG可能导致催化剂入口处的速度不均匀性和入射角过大，这可能影响脱硝效率和催化剂的使用寿命。 2. 第二种方案是在AIG基础上增加导流板。导流板的作用在于改善流场，通过减少涡旋和二次流，减轻了速度不均匀性和入射角的问题，从而提高了整个系统的稳定性。 3. 最后一种方案是在AIG和导流板的基础上，进一步加入整流栅。整流栅有助于进一步抑制涡旋和二次流，确保催化剂区域的流场更加均匀。同时，文中提到在AIG后增加混合器，可以在维持稳定流场的同时，有效地减小氨氮比的不均匀性，这对于提高脱硝反应的效率至关重要。 该研究不仅关注理论分析，还通过冷态模型和实际电厂的现场反馈信息来验证了所建立的数值模型的准确性和可靠性。这意味着数值模拟结果可以为燃煤电站的实际运行提供优化设计指导，降低能耗，提高脱硝效率，同时满足环保法规的要求。 本文的研究对于燃煤电站SCR的设计优化具有重要的实践意义，它强调了流场和还原剂浓度场的精确控制在提高脱硝性能中的关键作用，并通过科学的计算方法为提升能源效率和环境保护提供了有力的技术支持。