[发明专利]一种烟气脱硝流场的模拟系统及模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种烟气脱硝流场的模拟系统。本发明还涉及一种采用上述模拟系统的模拟方法。

背景技术

SCR（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）脱硝技术是当前应用最广泛的烟气脱硝技术。其脱硝机理是将还原剂NH₃喷入烟气中，经过均匀混合后，NH₃和烟气中的NOx在催化剂的作用下发生氧化还原反应，以便NOx被还原成无害的N₂和H₂O。

由于脱硝系统中的流场、烟气与氨气的混合均匀性是影响SCR脱硝效率的关键因素，因此为使SCR脱硝系统高效运行，应保证催化剂前烟气的速度分布和氨气浓度分布均匀，并且SCR脱硝系统阻力应尽量小，以减少积灰现象。

为了使SCR脱硝系统内流场、浓度场等能满足工艺要求，冷态流体的模拟试验对SCR脱硝系统的设计起到了重要的指导作用。因此，设计一种能够模拟SCR脱硝系统内流场、浓度场的模拟试验平台是SCR脱硝系统结构优化设计必不可少的环节。

现有的技术方案按一定的比例制作SCR脱硝系统的模型，采用甲烷、二氧化碳等作为示踪气体，通过空压机产生的压缩空气与示踪气体混合后喷入模型中，根据模型中示踪气体的分布情况检测脱硝系统的流场和浓度场的分布。

此外，现有技术中还采用上述模型进行积灰试验。试验时，将空气和粉尘充分混合后形成模拟烟气，并输送到模型内，使得空气和粉尘一起流经脱硝系统的模型，然后从模型的出口向外排出。

采用上述现有的模拟系统进行测试，存在如下问题：

首先，系统中输灰投粉装置的自动化程度较低，其称量投粉的精度较低，飞灰的浓度很难得到控制；

其次，系统的引风机大多采用小型离心式风机，且通过调节风门开度来调节系统的风量，试验电压波动等因素使气流量难以得到稳定、精确的控制；

再次，在进行积灰沉降试验时，飞灰直接从系统出口排出，污染试验场所周边环境；

最后，系统的引风机在工作过程中会产生较大的噪音污染。

因此，如何设计一种烟气脱硝流场的模拟系统及模拟方法，以提高投粉精度和自动化程度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟气脱硝流场的模拟系统以及采用该模拟系统的模拟方法，能够提高投粉的精度和自动化程度，以提高试验的准确度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种烟气脱硝流场的模拟系统，包括反应器1、示踪气体喷射装置2和投粉装置3，所述反应器1具有进行烟气模拟脱硝的腔室19，所述腔室19的两端分别与所述反应器1的入口11和出口12相连通，所述示踪气体喷射装置2与所述入口11和所述腔室19之间的竖直烟道相连，所述投粉装置3与所述反应器1的入口11相连，所述投粉装置3包括喂料机31和与其出口相连的计量秤32，所述计量秤32与所述模拟系统的控制装置7信号连接，所述控制装置7中存储有投粉量，所述控制装置7控制所述计量秤32从所述喂料机31中称量与所述投粉量等量的粉尘，以输入至所述反应器1。

本发明的模拟系统设有控制装置7，控制装置7中存储有投粉量，能够对计量秤32进行有效控制，使得计量秤32按照投粉量完成自动称量和定量投粉，从而实现对积灰试验中反应器1入口11处粉尘浓度的精确控制；投粉装置3与控制装置7的配合，不仅提高了操作的自动化程度，还有效提高了投粉精度，从而提高了试验的准确程度，使得模拟试验对实践具有更高的指导意义。

优选地，所述投粉装置3还包括文丘里管34和与所述计量秤32相连、以承载其称量的粉尘的装料斗33，所述装料斗33的出口与所述文丘里管34的咽喉部位相连，所述文丘里管34的一端连接有动力源35，另一端与所述反应器1的入口11相连。

当进行输灰操作时，动力源35向文丘里管34提供气流，当气流流经文丘里管34的咽喉部时，气流流速变大、压力减小，对装料斗35形成负压，粉尘就被吸入到输灰管路中，并从输灰管路运送到反应器1的入口11；上述结构简单，通过压力差实现投粉作业，其操作简单，能够实现自动投粉。

优选地，所述模拟系统还包括除尘器4，所述除尘器4与所述反应器1的出口12相连。

采用上述结构，本发明的模拟系统在完成试验后，除尘器4能够将试验过程中所用的粉尘进行收集，而非直接向外排出，故避免了粉尘对外部空气产生的颗粒物污染，更加环保；此外，除尘器4收集的粉尘还可用于下次模拟试验，故粉尘可以循环使用，整个模拟实验过程可以实现零排放。