【工业界CFD】(4) 球团烟气脱硝SCR流场组织方案有哪些特点？
文章摘要
本文讨论了球团烟气脱硝SCR（选择性催化还原）装置的流场优化问题，特别是针对球团工艺中SCR装置的特殊性。文章指出，球团烟气SCR装置的布置比电厂和烧结烟气SCR更为复杂，需要特别注意喷氨位置和方式、烟气温度控制以及运行工况负荷变动等问题。对于喷氨位置，作者建议在多管除尘器前布置氨水喷枪，但需保证足够的蒸发空间以避免氨水浪费和系统安全问题。
在多管前管道空间不足时，应配合静态混合器使用，并强调了流场优化的重要性。烟温控制方面，文章提到了在低负荷工况下通过补热方式提升烟温的常见做法。最后，文章讨论了运行工况负荷变动对喷氨系统的影响，建议在负荷变化时调整喷枪数量或采用喷氨格栅以保持脱硝效率和减少氨逃逸。
正文
上一篇内容介绍了球团多管旋风除尘器装置。按照烟温分布高低，之后的温度段（250-350℃）属于脱硝SCR的主要工作区间。咱今天就聊聊球团烟气脱硝SCR流场优化。
球团烟气脱硝SCR装置不像电厂脱硝和烧结烟气脱硝那样在布置空间上有迹可循。通常，多管除尘器出口烟气管路是要接入链篦机干燥二段的，管路走向兜兜转转，七扭八绕。这几年咱也有幸搞过那么几个项目，下面是遇到过的部分布置形式。SCR主体上气室部分导流板设计与常规电厂和烧结烟气SCR设计基本一样，咱之前在公 众 号聊过。（工业界CFD：SCR脱硝上气室及导流板到底怎么做才合理？）但是球团SCR有几个与众不同的特点，需要特别注意，主要在于喷氨位置和方式、烟气温度控制、运行工况负荷变动问题。一、喷氨位置和方式
球团烟气SCR脱硝一般采用的仍然是氨水喷枪和喷氨格栅。如果是氨水喷枪，可供选择的喷射点位置有两个，多管除尘之前，或者多管除尘器后面。如果是喷氨格栅，就在多管后面按照常规设计即可，因为多管后面烟道相对规整，喷氨格栅好布置。当多管除尘器前面管道空间足够长的时候，建议把氨水喷枪布置在位置一。咱上篇聊过多管除尘器的喷氨混合作用（【工业界CFD】（3）多管旋风除尘器里面长啥样？），后台有小伙伴留言说，喷枪放在前面会造成氨水耗量增加，其实有一定道理，供大家参考。但是根据质量守恒定律，氨水耗量增加是有原因的。我认为很可能是喷枪布置位置距离多管除尘器入口太近，氨水粒径、喷氨量、烟气温度等都对喷氨液滴的雾化轨迹长度有显著影响，在布喷枪的时候除了考虑点位的均匀性，还要注意雾化液滴轨迹不要触及烟道壁面和后面的多管除尘，否则，部分打湿的粉尘颗粒来不及完全蒸干就结渣或被多管除尘收集下来，导致氨水浪费，并且影响系统安全运行。所以还是要尽量保证喷氨水的有效蒸发空间足够长才行，该模拟计算一下的就算一下，不要省了盐瞎了酱，因小失大。当多管前管道距离短，喷枪蒸发距离不足，就要把喷枪布置在位置二。此时需要配合静态混合器使用，这样才能保证全截面蒸发和混合均匀，这种情况下一定要通过流场优化喷枪和混合器布置形式，它们对结果影响很大。如果不优化上来就干，脱硝效率不达标，氨逃逸严重，那也别怪人家甲方扣你尾款。当采用喷氨格栅的时候，位置基本都是固定死的了，就那么一小段规整烟道，要么在SCR上升烟道，要么就在水平烟道段，这种布置参考常规SCR脱硝，但关注点应该放在喷氨格栅上游速度场的均匀性上，往往，来流不均匀导致喷氨格栅后的氨氮摩尔比相对标准偏差过大，最终影响脱硝效率和氨逃逸量。总之，SCR就不能不做速度场、温度场和氨氮摩尔比分布的优化。也不是随便找个流水线仿真工程师或者淘 宝客服就能解决的事，请重视起来，这样河北等地的雾霾天才有的救。
二、烟温控制
烧结烟气温度在不同运行工况下的排烟温度是有较大差距的，设计满负荷工况烟气温度满足SCR脱硝温度窗一般都没有太大问题，怕的是低负荷工况，通常的做法是加热风炉或烧嘴，通过补热的方式提升烟温。八仙过海，各显神通，贴图示意，乏善可陈。三、运行工况负荷变动
运行工况负荷变动除了影响脱硝烟气温度，还会对氨水喷枪产生一定影响。当运行负荷较低的时候，需要的氨水流量也降低，对于喷枪而言，流量下降会严重影响雾化效果，导致喷氨混合不充分。有些现场可能会选择开部分喷枪，对于布置在位置二处的喷枪，直接减少喷枪投运数量对脱硝效果影响较大，因为氨气的混合距离本身就较短，较少优化好的喷枪后，掺混更不均匀了。这种情况下如果不能将喷枪布置在位置一，那就建议最好还是采用喷氨格栅，或者增加喷枪数量，减小每个喷枪的设计流量也行，搞上下两排，如果负荷降低，就停一排喷枪，这样每个运行的喷枪雾化效果不至于受太大影响。以上内容是“球团烟气处理中的CFD技术应用”系列内容介绍中的第四篇，全部内容规划如下。
（1）球团链-回-环工艺 物料+烟风大系统介绍
（2）链篦机SNCR烟气脱硝？——脱个锤子！
（3）多管除尘虽老掉牙，如何在脱硝过程中利用它？
（4）球团烟气脱硝流场分布特点有哪些？
（5）静电除尘：改不断、理还乱！
（6）球团脱硫——WFGD、SDS、SDA
（7）超低排组后一站——湿电除尘
本文内容只是根据以往项目积累的一些经验，存在认知局限性，如有不当之处，还请大佬指正。
