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经济的快速发展造成了我国城市化进程的加速,人口的大量聚集,使得产生的垃圾变成困扰城市的严重问题之一。目前垃圾处理方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧三种,其中填埋、堆肥处理均会占用大量宝贵的土地资源,对土壤和水源造成污染。焚烧处理因其具有减量化、无害化、稳定化的优点而越来越受到人们的重视,且可以燃烧产生的热量进行利用。但垃圾焚烧会有氮氧化物产生,污染环境。为了减少氮氧化物的排放以达到国家标准,各垃圾焚烧电厂对NO_x的生成及脱除十分重视。综合考虑各项脱硝技术的成本和效率,目前在焚烧烟气净化系统中SNCR的应用最为广泛。因此,有必要研究垃圾焚炉的低氮燃烧及SNCR脱除效率问题。本文利用FLIC床层计算程序、CFD数值模拟软件ANSYS 14.0对广州市某台750t/d大型城市生活垃圾焚烧炉进行数值模拟研究,对比验证其100%负荷实际运行工况数据,各项参数均在工程误差范围,符合模拟要求。模拟结果与实际燃烧工况结果相符合。利用验证后的焚烧炉模型,分析变负荷下的炉膛数值模拟结果,结果表明,随着焚烧炉负荷的降低,炉膛内整体温度水平下降,炉膛内高温区域逐渐抬升,且向炉膛中部靠拢,减轻了炉膛后墙的高温腐蚀。NO的高浓度区主要在炉排的后半段区域以及在炉膛内的高温区,主要是由于热力型和燃料型NO的生成,以及在还原性气氛的抑制作用三者协同下形成的。随着负荷的降低,CO的高浓度区域分布向第二级炉排前移,尾部烟道NO_X的排放浓度随着负荷的降低呈现明显上升趋势。对MCR工况下的垃圾焚烧炉进行深度空气分级配风优化,调整焚烧炉二次风口和燃尽风口配风比例,结果表明,二次风与燃尽风的比例为SA:OFA=0.65:0.35时,焚烧炉内燃烧状况较好,燃尽风占比的增加,有利于尾部烟道出口NO_X减排。研究不同还原剂(氨水和尿素)对SNCR反应的影响;对焚烧炉内温度场和烟气组分浓度场进行分析,并比较SNCR脱硝前后的NO_X排放浓度变化,同时分析垃圾焚烧炉SNCR脱除效率随不同负荷的变化规律,模拟分析结果表明,氨水溶液在锅炉能效和脱氮率以及安全因素方面都占有明显优势,适合作为SNCR喷射的最佳还原剂。MCR工况下的数值模拟结果显示,第一烟道SNCR反应效果十分明显,最终尾部烟道出口平面NO浓度为131.9mg/Nm3(转化为11%含氧量下),相较于未采用SNCR脱硝时的排放浓度273.1mg/Nm3(转化为11%含氧量下),脱硝率达到51.7%,是较为理想的脱硝效果。不同负荷下(50%、65%、80%、100%)的SNCR脱硝效果,除了50%负荷工况下的脱硝效果不理想以外,65%、80%、100%负荷下脱硝效率分别达到了45.1%、26.3%和51.7%。在焚烧炉MCR工况下,分别对喷嘴位置、喷射速度以及分层喷射比例对SNCR的脱硝效果影响进行模拟研究,结果表明,从第一烟道下部SNCR喷嘴喷入的还原剂可以与烟气进行充分的混合,还原反应较为充分,NO的脱除效果较好。而靠近第一烟道上部喷射的氨水会在烟气流的带动下流入第二烟道而发生漏氨现象。对喷嘴流速的研究结果显示,原始喷射速度工况(13.8m/s)的混流效果较好,还原剂反应较为充分,脱硝率达到51.7%,此工况的喷射速度可以作为比较适合的SNCR设计参考。另外,在还原剂总流量一定的情况下,增加下层SNCR喷嘴流量,有利于SNCR脱硝效率的提高,SNCR-1:SNCR-2:SNCR-3=6:3:1的流量配比使得垃圾焚烧炉脱硝效率达到53.3%,是比较良好的SNCR设计参数。