浅谈SCR反应器模型计算与分析

谢胜富

（中国海警局第三局，广东 广州 510220）

1 SCR反应器模型计算

1.1 COMSOL Multiphysics软件简介

本文在模型的建立和特性分析时，都是用COMSOL Multiphysics这款软件来实现的；这是一款由瑞典的COMSOL公司开发的高级大型数值仿真软件，在声学、化学反应、生物科学、流体动力学、电磁学、燃料电池、地球科学、热传导、结构力学、传动现象、波的传播微系统、多孔介质、微波工程、光学、光子学、量子力学、射频、半导体等数值仿真方面得到广泛应用。本文主要利用COMSOL Multiphysics软件在化学反应、流体动力学、传热学等方面的功能。通过化学方程式、物理公式和流体场的建立，在确定一些边界条件下，设定一些参数来建立模型，并进行计算分析。

1.2 SCR模型内温度分布

利用COMSOL Multiphysics软件的模拟计算功能，在已建好的三维模型基础上，取氨氮比为1.3，进口温度为523K，出口温度为350K，流速为0.3m/s，NO摩尔浓度为0.0411mol/m3、NH3摩尔浓度为0.05343mol/m3时，可以计算得到反应器模型内温度分布情况，接下来将对温度分布情况进行分析。

如图1，是在以上参数下，通过软件计算绘制出来的模型内温度分布的等高图，从整个图来看温度在SCR反应器通道内分布呈内凹型，接近中心处温度较高，在反应器出口处温度较低，整个温度降低大约在49K左右。

图1 温度分布等高图

为了更直观地了解温度分布情况，截取反应器纵截面上的温度分布情况如图2，从图上可以看出，在反应器入口处的温度并不是最高的，在反应器内部存在一个高温区，在最高温度区域后，直到出口温度都成下降趋势，之所以会有这种现象出现，是因为在反应器内部气体反应是放热反应，同时气体在流道内也对外传热，刚开始反应剧烈，产生反应热大于对外传热，温度就不断上升，反应热与传递热相等时温度达到最高，形成高温区域。……