目前已有一些研究者採用數值模擬方法對CFB鍋爐SNCR脫硝系統進行了優化｡李穹等對國內某100t/h的循環流化床鍋爐的旋風分離器部分進行了SNCR脫硝數值模擬,研究均勻煙氣速度入口條件下溫度､氨氮摩爾比等對SNCR脫硝效率和氨逃逸率的影響,結果發現脫硝效率和氨逃逸率隨氨氮摩爾比增加而增加;莫桂源對國內某75t/h循環流化床進行SNCR脫硝數值模擬,文中單獨對旋風分離器進行了模擬,並且給定旋風進口煙氣溫度､組分濃度和速度的值,重點研究了噴槍安裝位置對脫硝效率和氨逃逸率的影響,結果發現噴槍安裝在旋風入口水平煙道下側時,脫硝效率最高達到57.6%,但氨逃逸率也較高｡
從以上分析可以看出,目前的數值模擬研究均集中於均勻NOx入口條件下旋風分離器內流場流動和脫硝反應特性,沒有考慮爐內複雜稠密氣固流動和燃燒所產生的NOx分布不均勻性｡而循環流化床鍋爐是典型的稠密氣固流動體系,氣固兩相流動非常複雜,氣固兩相之間的相互作用會極大地影響爐內的均相和非均相反應,並進一步影響生成物的分布;倪建明和韓靜等的計算結果都驗證了爐膛出口NOx濃度是不均勻的,而速度場和濃度場的不均勻性導致了氮氧化物通量在水平煙道出口截面的不均勻性｡因此,採用均勻入口條件來模擬SNCR脫硝反應是不夠準確的,很有必要從源頭上考慮爐內燃燒和流動及結構變化引起的非均勻性,這一工作為SNCR噴氨優化提供突破口｡
本文針對某電廠循環流化床鍋爐SNCR脫硝過程,將循環流化床鍋爐和旋風分離器作為一個整體,全面模擬了氣固流動､燃燒反應､NOx生成和脫硝反應過程,根據燃燒反應計算得到的旋風分離器入口不均勻的NOx通量分布,採用不同的噴氨位置､噴氨角度和氨氮摩爾比來進行SNCR脫硝反應,使脫硝模擬工況更接近實際情況,並研究氨氮的混合均勻性對脫硝效率的影響,得到最佳的噴氨方式,提高脫硝效率,降低氨逃逸率｡