1 / 25

CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE

CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE. Tomáš Blejchař Jiří Pecháček, Rostislav Malý. Obsah. Úvod do problematiky Metody sekundárního snižování emisí NO x Metodika návrhu a ověření umístění trysek Model SNCR Srovnání výsledků CFD výpočtů s měřením Závěr. Úvod do problematiky.

orinda
Télécharger la présentation

CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. CFD MODEL SNCR TECHNOLOGIE Tomáš Blejchař Jiří Pecháček, Rostislav Malý

  2. Obsah • Úvod do problematiky • Metody sekundárního snižování emisí NOx • Metodika návrhu a ověření umístění trysek • Model SNCR • Srovnání výsledků CFD výpočtů s měřením • Závěr

  3. Úvod do problematiky • OXIDY DUSÍKU – NOX:Hlavní složky jsou NO (90%) a NO2 (5-10 %) • Existují tři hlavní zdroje NOX: 1) Termické – závislí na teplotě 2) Palivové – obsažené v palivu 3) Promptní (rychlé) – vznikají při spalování uhlovodíku

  4. Úvod do problematiky • Primární opatření – omezení tvorby NOX • Sekundární opatření – odstranění NOX ze spalin • Současný limit NOX 650 mg.m-3 • Od roku 2008 nová zařízení mají limit NOX< 200 mg.m-3 • Od roku 2016 všechna zařízení mají limit NOX< 200 mg.m-3 • Při referenčním obsahu 6 % O2 ve spalinách

  5. Úvod do problematiky • Sekundární metody • Redukce NOX radikály NH2, jejichž zdrojem je Čpavke NH3 nebo Močovina (NH2)2CO • Selektivní katalytická redukce SCR, katalyzátor TiO2,V2O5,WO3,SiO2 ca 300-450°C Zeolity (Aluminosilikáty) ca 350-600°C Aktivní uhlí ca 100-220°C

  6. Úvod do problematiky • Selektivní nekatalytická redukce SNCR, ca 900-1050°C Reagent NH3 – DeNOX Reagent (NH2)2CO – NOXOUT Reagent (HNCO)3 – RAPRENOX

  7. Úvod do problematiky • Selektivní nekatalytická redukce SNCR Amoniak Močovina Kyanomočová kyselina NH3 (NH2)2CO (HCNO)3 NH3 + OH  NH2 + H2O NH3 + HNCO 3 HNCO NH3 + HO2 NH2 + 2OH HNCO + H  NH2 + CO HNCO + OH  NCO+ H2O NH2 + NO N2+ H2O NCO + NO N2O+ CO NH2 + NO2 N2+ 2OH N2O + M  N2+O+ M N2O + OH  N2+HO2 NCO + NO N2+ CO2 N2O + H  N2+OH

  8. Metodika návrhu a ověření umístění trysek • Vstupní měření teplotního pole v kotli pomocí prosávacího pyrometru. Veškeré informace o provozu kotle, atd. Případně nástřikové zkoušky. • Prvotní návrh umístění trysek. • Model spalování CFD - stanovení teplotního pole v kotli, koncentrace CO2, H2O, NO, O2, rychlosti spalin, radiace.

  9. Metodika návrhu a ověření umístění trysek • Stanovení teplotního okna z výsledů CFD modelu spalování, první korekce návrhu. • Detailní model horní části kotle, (většinou oblast v okolí šotů) se zahrnutím reakcí SNCR, simulace rozstřiku močoviny. • Ověření navrhovaného množství vstřikované močoviny, odhad snížení emisí NOX, druhé ověření návrhu.

  10. Metodika návrhu a ověření umístění trysek • Zpracování finálního projektu SNCR technologie.

  11. Vstupní měření teplotního pole • Pro měření a případný nástřikový test jsou využity stávající prostupy do spalovací komory.

  12. Vstupní měření teplotního pole návrh trysek • Navrženy byly dvě patra trysek tak aby co nejlépe pokryly celý průřez kotle při různých výkonech.

  13. Vstupní měření teplotního pole návrh trysek

  14. Model spalování CFD Výsledky CFD modelu Stanovení důležitých parametrů pro detailní model zóny vstřikování Koncentrační pole NO, CO2, O2, N2,H2O Intenzita radiace Teplota Rychlost spalin

  15. Model spalování CFD • Srovnání výsledků CFD modelu s výsledky měření

  16. Model spalování CFD Zobrazení teplotního okna Rozsah teplot pro vstřikování roztoku močoviny 750-1050°C

  17. CFD model SNCR • Pro model SNCR byly využity pouze čtyři globální reakce (NH2)2CO + H2O  2NH3+ CO2 Termický rozklad roztoku močoviny Reakce bez O2 4NH3 + 6NO  5N2 + 6H2O Reakce probíhají až od teploty ca750°C 4NH3 + 4NO + O2  4N2 + 6H2O Reakce s O2 4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O Nad teplotou 1050°C je tato reakce dominantní

  18. Modelování rozstřiku močoviny • Ověřeny byly varianty 100 a 80% výkon. • Nejdůležitějším výsledkem výpočtu jsou trajektorie částic močoviny, koncentrace NO a skluz NH3.

  19. Modelování rozstřiku močoviny 100%, Dolní patro 100%, Horní patro

  20. Modelování rozstřiku močoviny Varianta 2 - horní patro Varianta 1 - dolní patro

  21. Modelování rozstřiku močoviny

  22. Závěr • Snižování emisí NOX je v současnosti intenzivně řešené téma. • Sekundární metoda je v tomto ohledu finančně nenáročná a nevyžaduje velké zásahy do zařízení kotle. • Metoda SNCR založená na vstřikování močoviny je z hlediska bezpečnosti a nákladnosti provozu nejvhodnější

  23. Závěr • Moderní metody založené na výpočtech metodou konečných objemů CFD jsou velice silné nástroje při projekčních pracích. • CFD model spalování je možné použít jako zdroj informací, které jsou nezbytné pro detailní modelování v oblasti vstřikování reagentu.

  24. Závěr • CFD model SNCR má dobrou shodu s realitou, i když bude nezbytné další testování na jiných zařízeních. Výpočty budou pokračovat po realizaci díla. Model SNCR bude následně verifikován i s ohledem na skluz NH3. • Dále bude nezbytné provést výpočty i pro jiná zařízení, aby bylo možné ověřit všeobecnou platnost modelu.

  25. DĚKUJI ZA POZORNOST

More Related