水泥厂SCR脱硝反应器结构设计与优化的模拟研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

氮氧化物(nox)是大气污染的主要污染源之一，也是引起雾霾、光化学烟雾及酸雨等灾害性天气现象的主要组成物质之一。nox通过污染源头排放至大气中后，经过一系列的物理和化学反应作用，从而产生很多的环境问题。

根据《水泥工业“十二五”发展规划》，“十二五”期间，水泥工业年均增长3%到4%，2015年国内水泥需求量为22亿吨左右。通常情况下，生产1吨水泥将消耗0.64吨熟料，按照1.584千克氮氧化物/吨，熟料的产污系数测算，水泥行业2016年氮氧化物的产生量将达到240万吨，是2010年排放量的1.36倍，为此，我国相关部门相继出台了一系列政策与排放控制标准，如gb50529-2008水泥厂设计规范规定：水泥厂焚烧废弃物nox排放量应小于500mg/nm3；gb4915-2012水泥工业大气污染物排放标准规定：水泥窑nox排放量应小于500mg/nm3特殊地区要求小于350mg/nm3。实现水泥行业nox减排，不仅符合我国“十三五”绿色发展理念，更对水泥企业将来的发展有重要的意义。

近几十年来，全世界己经开发出了多种nox控制技术，并应用于燃煤电厂等固定排放源。而目前可用于水泥窑的nox控制技术主要有燃烧过程控制技术和尾气控制净化技术。燃烧过程控制技术是通过调整燃料空气混合状况，降低燃烧温度和燃烧初期湍流度等手段，来减少炉内nox的生成量，可细分为低nox燃烧技术和选择性非催化还原技术(selectivenon-catalyticreduction，sncr)。而尾气控制净化技术则是在末端采用各种物理化学手段将炉膛内己经形成的nox进行减量化或无害化处理，现在使用较多的是选择性催化还原技术(selectivecatalyticreduction，scr)。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1）scr反应器结构设计：通过热工计算和文献报道设计出适用于5000t/d水泥生产线的scr反应器的结构；

（2）模拟计算：建立scr反应器结构的三维模型，选用合适的数学模型，利用fluent软件对反应器内的流场和压力场进行计算，通过对流场的分析提出结构优化的建议；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需软件。确定技术方案，并完成开题报告；

第4－6周：通过查阅文献与物理计算，对一水泥厂的scr脱硝反应器进行结构设计，利用fluent软件对反应器内部流场进行模拟计算；

第7－12周：对水泥厂scr反应器结构进行优化模拟计算，根据scr脱硝反应过程和有关机理，进行还原剂喷入、混合过程及scr催化脱硝反应过程的模拟计算；

4. 参考文献（12篇以上）

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