静态混合器结果分析与结论

 

      此处采用的计算方法与文献[5]和[6]中的相同，已验证其正确性，因此计算结果具有可靠性。利用该计算方法，对SCR脱硝系统中不加装混合器、加装方形混合器和加装圆形混合器3个工况进行了计算，3个工况除混合器加装情况不同以外，其他参数均相同。

      3个工况下的第一层催化剂入口前的速度云图。由图4(a)可见，无静态混合器时，烟气流场呈现流速大小间隔的条状，这是由于烟气经过AIG多根母管造成，虽然烟气流经2个90°弯头，仍无法改变烟气流场的这种条状分布;图4(b)和(c)为装有不同形状的静态混合器之后的流场分布，可见其与不加装混合器的流场完全不同，条状分布消失，呈现散落状，仅在局部区域出现低流速，这与烟气经过混合器后湍流强度增加有关。

       加装静态混合器之后对流场的优化与混合器形状相关。当混合器为方形叶片时，对烟气流场无优化作用，反而使其趋差;当混合器为圆形叶片时，对烟气流场起到了一定的优化作用。

       NH3/NOX偏差分析：当没有静态混合器时，NH3/NOX偏差高值和偏差低值区域较大，且受到烟气上游AIG母管的影响，仍可见较为明显的条纹状分布;

　　当采用静态混合器之后，NH3/NOX偏差高值和偏差低值区域有所减小，分布呈现局部散落状，这是由于烟气经过混合器时需绕流，使其湍流强度增加，同时结合烟气原有的主速度方向，使其NH3/NOX偏差高值和低值偏向某一局部区域。

      加装静态混合器之后，第一层催化剂入口NH3/NOX偏差降低，即均匀性提升，平均较无静态混合器的NH3/NOX偏差值降低43.6%，可见静态混合器能够有效地优化NH3/NOX分布均匀性，进而提升脱硝效率;另外，方形叶片混合器和圆形叶片混合器对NH3/NOX分布均匀性的优化能力相差不大，可认为二者在该方面能力相当。

       阻力分析：对3个工况下的SCR脱硝系统阻力和单个混合器阻力进行计算，加装混合器之后不可避免地会增加系统阻力，其中加装方形叶片混合器增加了115Pa，圆形叶片混合器增加了80Pa，分别较原有系统阻力增加了11.7%和8.2%，增加幅度较小;

　　计算单个混合器的阻力可知，方形叶片混合器阻力为185Pa，圆形叶片混合器阻力为155Pa，其阻力值大于加装混合器之后系统增加的阻力值，可推知加装混合器之后，虽然混合器本体增加了阻力，但其改善了系统其他区域的流场，使烟气阻力下降，抵消了部分混合器本体所增加的阻力，其中方形叶片混合器抵消了70Pa的阻力，圆形叶片混合器抵消了75Pa的阻力。因此，圆形叶片混合器的阻力方面的表现较方形叶片混合器更佳。

     

　　结论：(1)静态混合器对速度偏差的改善能力弱，与其叶片形状有密切关系，不合适的叶片形状选择会使烟气的速度场均匀性变差。

　　(2)静态混合器对NH3/NOX的分布均匀性改善能力较强，可使第一层催化剂前的NH3/NOX偏差值降低40%以上，其改善能力与叶片形状关系较小。

　　(3)加装静态混合器会增加脱硝系统阻力，但其会改善其他区域的流场来降低本身阻力带来的影响，其中圆形叶片混合器所增加的阻力较方形叶片混合器小。

　　综上所述，圆形叶片静态混合器较方形叶片静态混合器更适用于脱硝系统。

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