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基于CFD-DPM的SCR脱硝蜂窝状催化剂磨损特性研究
1
作者
陈路敏
钱付平
+5 位作者
朱晨
于灵涛
李海金
高艺华
吴越
黄乃金
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第13期5163-5172,I0019,共11页
利用计算流体力学-离散元(computational fluid dynamics-discrete phase model,CFD-DPM)数值模拟方法,对水泥窑选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)反应器脱硝单通道催化剂的磨损冲蚀进行研究,分析催化剂各部位磨损...
利用计算流体力学-离散元(computational fluid dynamics-discrete phase model,CFD-DPM)数值模拟方法,对水泥窑选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)反应器脱硝单通道催化剂的磨损冲蚀进行研究,分析催化剂各部位磨损冲蚀形貌,获取其不同部位冲蚀磨损特性。结果表明:飞灰颗粒对催化剂端面的碰撞破坏最严重,水泥窑SCR脱硝催化剂端面拐角磨损风险最高,磨损范围在催化剂沿程的前3%。在2~7 m/s内催化剂壁面的最大磨损率随速度的增加呈现先减小后增大的趋势。在0~90°入射角范围内整体磨损率呈正态分布,入射角为45°时存在磨损峰。当入射角由45°峰值调整到5°时,催化剂平均磨损率下降56.47%。入射角大于45°的磨损率虽也呈下降趋势,但其对催化剂端面的磨损作用大于小入射角的情况,工程中尽量将烟气入射角维持在至少20°以下,减少烟气入射角对催化剂前部的磨损。
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关键词
水泥窑烟气
计算流体力学-离散元
催化剂磨损
磨损率
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职称材料
烧结烟气脱硫-除尘-脱硝系统流场模拟及结构优化
被引量：
13
2
作者
曹博文
钱付平
+4 位作者
刘哲
王来勇
徐兵
黄乃金
吴昊
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期3589-3599,共11页
烧结烟气作为钢铁行业污染物的主要排放源,对其进行有效治理是实现超低排放的关键。为改善某钢厂烧结烟气脱硫-除尘-脱硝系统的流场分布,提高系统的运行效率,利用计算流体力学商业软件ANSYS-Fluent对该系统流场进行数值模拟,分析一体化...
烧结烟气作为钢铁行业污染物的主要排放源,对其进行有效治理是实现超低排放的关键。为改善某钢厂烧结烟气脱硫-除尘-脱硝系统的流场分布,提高系统的运行效率,利用计算流体力学商业软件ANSYS-Fluent对该系统流场进行数值模拟,分析一体化模拟的可行性与计算成本,通过速度、浓度、温度分布及其偏差系数对流场均匀性进行定性与定量评估。在此基础上,设计4因素3水平多指标正交试验,分析不同结构参数的脱硫塔渐扩管、除尘段入口区域、导流片和静态混合器等对系统流场均匀性的影响,并得到结构优化的最佳组合方案。结果表明:一体化模拟与单体模拟相比更贴近工程实际,能更准确地分析除尘段与脱硝段的流场。一体化模拟网格数约为1600万,并行计算时间约为60 h,计算成本在可接受范围之内。改进方案中通过减小脱硫塔渐扩管角度、将除尘段进口直管改为渐扩管以及增设弧度为75°的导流片和格栅间距为400 mm的静态混合器,系统的流场均匀性显著提高。脱硫段主床高度1/2处无量纲流速在0.5~1.5的区域明显增多。除尘段中心剖面的速度分布偏差系数分别降低了7.6%与9.6%。脱硝段第1层催化剂上侧1000 mm处浓度与温度分布偏差系数均降至10%以下。
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关键词
烧结烟气
脱硫-除尘-脱硝
正交试验
流场均匀性
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职称材料
基于响应面法SCR脱硝反应器喷氨格栅的优化研究
被引量：
10
3
作者
叶蒙蒙
钱付平
+3 位作者
王来勇
徐兵
黄乃金
吴昊
《中国环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期1086-1094,共9页
利用计算流体动力学(CFD)方法,采用k-ε湍流模型和组分运输模型对SCR脱硝反应器的氨浓度场进行了数值模拟,并通过实验验证了反应器内氨浓度场数值模拟的准确性,同时,基于响应面法研究了喷氨格栅各结构参数和系统运行参数对SCR脱硝反应...
利用计算流体动力学(CFD)方法,采用k-ε湍流模型和组分运输模型对SCR脱硝反应器的氨浓度场进行了数值模拟,并通过实验验证了反应器内氨浓度场数值模拟的准确性,同时,基于响应面法研究了喷氨格栅各结构参数和系统运行参数对SCR脱硝反应器内氨浓度场的影响.结果表明,喷口密度N,开孔率ψ,喷口角度α及入口风速v对氨浓度分布均匀性都存在着一定影响,其中影响的显著性为N>α>v>ψ.而且存在着一组最优的喷氨格栅结构参数和最佳的系统运行参数能够使SCR脱硝反应器内的氨浓度分布不均匀系数达到最优值.在本文研究的参数范围内,喷氨格栅最优的结构参数分别是:r=8个、d=57mm、α=90°,系统最佳的运行参数为v=8.17m/s,此时氨浓度分布不均匀系数为0.0151.
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关键词
响应面法
SCR脱硝反应器
喷氨格栅
优化研究
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职称材料
题名
基于CFD-DPM的SCR脱硝蜂窝状催化剂磨损特性研究
1
作者
陈路敏
钱付平
朱晨
于灵涛
李海金
高艺华
吴越
黄乃金
机构
安徽
工业大学材料科学与工程学院
安徽
工业大学能源与环境学院
安徽
工业大学建筑工程学院
安徽威达环保科技股份有限公司
出处
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第13期5163-5172,I0019,共11页
基金
安徽省重点研究与开发计划项目(202104i07020016)。
文摘
利用计算流体力学-离散元(computational fluid dynamics-discrete phase model,CFD-DPM)数值模拟方法,对水泥窑选择性催化还原法(selective catalytic reduction,SCR)反应器脱硝单通道催化剂的磨损冲蚀进行研究,分析催化剂各部位磨损冲蚀形貌,获取其不同部位冲蚀磨损特性。结果表明:飞灰颗粒对催化剂端面的碰撞破坏最严重,水泥窑SCR脱硝催化剂端面拐角磨损风险最高,磨损范围在催化剂沿程的前3%。在2~7 m/s内催化剂壁面的最大磨损率随速度的增加呈现先减小后增大的趋势。在0~90°入射角范围内整体磨损率呈正态分布,入射角为45°时存在磨损峰。当入射角由45°峰值调整到5°时,催化剂平均磨损率下降56.47%。入射角大于45°的磨损率虽也呈下降趋势,但其对催化剂端面的磨损作用大于小入射角的情况,工程中尽量将烟气入射角维持在至少20°以下,减少烟气入射角对催化剂前部的磨损。
关键词
水泥窑烟气
计算流体力学-离散元
催化剂磨损
磨损率
Keywords
cement kiln flue gas
computational fluid dynamics-discrete phase model(CFD-DPM)
catalyst wear
wear rate
分类号
X701 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
烧结烟气脱硫-除尘-脱硝系统流场模拟及结构优化
被引量：
13
2
作者
曹博文
钱付平
刘哲
王来勇
徐兵
黄乃金
吴昊
机构
安徽
工业大学建筑工程学院
安徽威达环保科技股份有限公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期3589-3599,共11页
文摘
烧结烟气作为钢铁行业污染物的主要排放源,对其进行有效治理是实现超低排放的关键。为改善某钢厂烧结烟气脱硫-除尘-脱硝系统的流场分布,提高系统的运行效率,利用计算流体力学商业软件ANSYS-Fluent对该系统流场进行数值模拟,分析一体化模拟的可行性与计算成本,通过速度、浓度、温度分布及其偏差系数对流场均匀性进行定性与定量评估。在此基础上,设计4因素3水平多指标正交试验,分析不同结构参数的脱硫塔渐扩管、除尘段入口区域、导流片和静态混合器等对系统流场均匀性的影响,并得到结构优化的最佳组合方案。结果表明:一体化模拟与单体模拟相比更贴近工程实际,能更准确地分析除尘段与脱硝段的流场。一体化模拟网格数约为1600万,并行计算时间约为60 h,计算成本在可接受范围之内。改进方案中通过减小脱硫塔渐扩管角度、将除尘段进口直管改为渐扩管以及增设弧度为75°的导流片和格栅间距为400 mm的静态混合器,系统的流场均匀性显著提高。脱硫段主床高度1/2处无量纲流速在0.5~1.5的区域明显增多。除尘段中心剖面的速度分布偏差系数分别降低了7.6%与9.6%。脱硝段第1层催化剂上侧1000 mm处浓度与温度分布偏差系数均降至10%以下。
关键词
烧结烟气
脱硫-除尘-脱硝
正交试验
流场均匀性
Keywords
sintering flue gas
desulfurization-dust removal-denitrification
orthogonal test
flow field uniformity
numerical simulation
分类号
TQ534 [化学工程—煤化学工程]
X701.3 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
基于响应面法SCR脱硝反应器喷氨格栅的优化研究
被引量：
10
3
作者
叶蒙蒙
钱付平
王来勇
徐兵
黄乃金
吴昊
机构
安徽
工业大学
安徽威达环保科技股份有限公司
出处
《中国环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期1086-1094,共9页
文摘
利用计算流体动力学(CFD)方法,采用k-ε湍流模型和组分运输模型对SCR脱硝反应器的氨浓度场进行了数值模拟,并通过实验验证了反应器内氨浓度场数值模拟的准确性,同时,基于响应面法研究了喷氨格栅各结构参数和系统运行参数对SCR脱硝反应器内氨浓度场的影响.结果表明,喷口密度N,开孔率ψ,喷口角度α及入口风速v对氨浓度分布均匀性都存在着一定影响,其中影响的显著性为N>α>v>ψ.而且存在着一组最优的喷氨格栅结构参数和最佳的系统运行参数能够使SCR脱硝反应器内的氨浓度分布不均匀系数达到最优值.在本文研究的参数范围内,喷氨格栅最优的结构参数分别是:r=8个、d=57mm、α=90°,系统最佳的运行参数为v=8.17m/s,此时氨浓度分布不均匀系数为0.0151.
关键词
响应面法
SCR脱硝反应器
喷氨格栅
优化研究
Keywords
response surface method
SCR denitrification reactor
ammonia injection grid
optimization research
分类号
X511 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CFD-DPM的SCR脱硝蜂窝状催化剂磨损特性研究
陈路敏
钱付平
朱晨
于灵涛
李海金
高艺华
吴越
黄乃金
《中国电机工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
烧结烟气脱硫-除尘-脱硝系统流场模拟及结构优化
曹博文
钱付平
刘哲
王来勇
徐兵
黄乃金
吴昊
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于响应面法SCR脱硝反应器喷氨格栅的优化研究
叶蒙蒙
钱付平
王来勇
徐兵
黄乃金
吴昊
《中国环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
10
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职称材料
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