SCR法烟气脱硝数值模拟及先进控制

氮氧化物(NOx)是公认的主要大气污染物之一,选择性催化还原(SCR)烟气脱硝技术因其较高的脱硝率成为燃煤电站锅炉控制NOx排放的主要选择。在我国SCR烟气脱硝技术刚刚起步的阶段,研究SCR反应的相关机理、建立SCR脱硝反应模拟仿真系统从而提供机理模型及相应控制技术,为实现SCR脱硝装置提供研究平台,具有一定的理论意义和科学技术价值。 本文的主要工作是以SCR脱硝系统为研究对象,建立SCR反应器数学模型,结合催化剂参数和工况进行数值模拟,并对烟气脱硝中的软测量和控制技术进行了相关探讨,最后在此基础上搭建基于Matlab的仿真平台。 本文首先在SCR反应机理上结合气固两相催化反应原理导出SCR的基本动力学模型。针对特定蜂窝型催化剂建立了数学模型,包括其催化剂壁面和通道的物料平衡方程。然后,在前述的模型基础上进行数值计算,得出SCR过程中脱硝率的关键影响因素及催化剂内部气体浓度分布。数值模拟的结果,可以为催化剂的制作及SCR反应器的设计提供一定的指导。接着,文章对SCR脱硝过程中的控制技术进行了探讨,包括软测量技术和先进控制技术,实现了对生产指标如脱硝率的建模与控制。最后,在前述工作的基础上,搭建了基于Matlab的SCR烟气脱硝仿真平台。平台能够为SCR烟气脱硝提供模拟调试环境,从而为SCR烟气脱硝的研究提供大体上的参考和指导,具有一定的理论和实际意义。