基于AMESim的SCR脱硝系统仿真分析研究

肖承武，焦力刚，鲁志军，金 全，尹梓睿

(1.华能国际电力股份有限公司丹东电厂，辽宁 丹东 118300； 2.北京汇信盈节能环保技术有限公司，北京 100012)

随着经济发展、人口增长和城市化进程的加快，煤、石油和天然气等化石能源被大量消耗，同时伴随着汽车尾气的排放。尾气中的NOx参与形成光化学烟雾，形成PM2.5和PM10等细粒子，引发严重的环境问题。我国目前烟气脱硝基本采用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)工艺，其流程如图1所示[1]。SCR技术原理是在催化剂作用下NH3和NOx发生反应，生成N2和H2O，达到脱硝的目的。该方法作为环境保护部氮氧化物防治技术政策中的推荐工艺，具有脱硝效率高、使用范围广、技术成熟可靠等优点[2]，可以应用于石油化工领域的催化裂化装置、加热炉、燃气动力炉和乙烯裂解炉的烟气处理；热电厂锅炉烟气处理；船用发动机和车用发动机尾气处理。还原剂NH3的来源有：液氨、氨水和尿素。目前在电厂中主要是应用液氨和氨水，由于尿素具有与液氨相同的脱硝性能，而且安全、绿色、无毒，便于运输、存储和使用，未来值得推广和应用[3]。

SCR工艺在运行中，锅炉燃烧量和风量变化、煤质变化、负荷变化及启停磨煤机等工况会导致燃烧波动变化、SCR反应器催化剂入口面烟气流场变化大、喷氨和烟气混合不充分，这些都会使入口NOx体积含量不均匀、变化大、变化快[4]，但是，脱硝反应系统是典型的大滞后系统，响应延迟时间约为2～3 min，喷氨调节阀动作后，出口NOx需要一段时间才会发生变化[5]。为了出口NOx持续稳定地满足环保要求，应用的主要技术有多点测量、分区喷氨控制等[6-7]。……