選擇性催化脫硝反應器預分布系統(tǒng)的數值模擬和實驗研究的開題報告

選擇性催化脫硝反應器預分布系統(tǒng)的數值模擬和實驗研究的開題報告一、研究背景與意義氮氧化物（NOx）是空氣污染中的主要來源之一，特別是在燃煤電廠等大型工業(yè)領域中，其排放量非常大。選擇性催化脫硝（Selectivecatalyticreduction，SCR）技術是目前深度去除NOx的最有效方法之一。在SCR系統(tǒng)中，氨作為還原劑在催化劑表面與NOx反應，生成無害的氮和水。預分布式SCR系統(tǒng)是SCR技術的一種變種，通過將催化劑床分散在鍋爐煙道中的不同位置，提高反應器的空間利用率，從而增加去除NOx的效率。但是，預分布式SCR系統(tǒng)的設計與優(yōu)化需要考慮多個因素，如反應器尺寸、氨排放量、催化劑選擇等，這需要深入研究。本研究旨在利用數值模擬和實驗研究的方法，研究預分布式SCR系統(tǒng)的設計與優(yōu)化，為實現高效去除NOx提供技術支持，具有重要的理論與實踐意義。二、研究內容與方法（一）研究內容1.建立預分布式SCR系統(tǒng)的數值模型，利用計算流體力學（ComputationalFluidDynamics，CFD）方法模擬催化劑床內的氣體流動和化學反應過程。2.調節(jié)反應器尺寸、氨排放量、催化劑選擇等因素，研究它們對預分布式SCR系統(tǒng)去除NOx效率的影響。3.利用實驗室試驗驗證數值模擬所得的結果，分析實驗數據與模擬數據的差異原因，找出改進方案。（二）研究方法1.利用Fluent等CFD軟件建立數值模型，通過對催化劑床內部的氣體流動和化學反應過程的模擬，研究預分布式SCR系統(tǒng)的性能。2.利用實驗室試驗裝置，通過對預分布式SCR系統(tǒng)實際運行的模擬和測試，驗證數值模擬所得的結果，并尋找改進方案。3.利用統(tǒng)計學方法對數據進行分析和處理，找出預分布式SCR系統(tǒng)設計和優(yōu)化的方案。三、研究預期成果1.建立預分布式SCR系統(tǒng)的數值模型，模擬催化劑床內部的氣體流動和化學反應過程，找出優(yōu)化設計的方案。2.通過實驗驗證數值模擬所得的結果，并尋找改進方案。3.提供高效去除NOx的預分布式SCR系統(tǒng)的技術支持，推動環(huán)保技術的發(fā)展。四、研究進度安排1.第一年：建立數值模型，進行計算流體力學模擬。2.第二年：進行實驗驗證，對實驗數據進行分析和處理。3.第三年：優(yōu)化預分布式SCR系統(tǒng)設計，總結和發(fā)表研究成果。五、研究團隊及分工本研究由***教授領銜，研究團隊包括博士生*、碩士生*等，分工如下：1.***教授：負責研究項目總體設計與管理，參與研究方案的審定及實驗數據的處理和分析。2.博士生*：負責數值模擬的建立及計算流體力學模擬等工作。3.碩士生*：負責實驗測試及數據處理等工作。六、參考文獻1.Huang,Y.,Lu,J.,&Ji,L.(2018).NumericalsimulationoftheSCRprocessincoal-firedpowerplants.EnergyProcedia,152,1232-1238.2.Wang,R.,Li,Y.,Liao,Y.,&Fu,X.(2017).ExperimentalstudyontheperformanceofadistributedSCRsystemforNOxreductionincoal-firedpowerplants.AppliedEnergy,199,171-181.3.Luo,L.,Lv,M.,Xiang,J.,Chen,S.,Wang,Y.,&Liu,H.(2020).NumericalinvestigationofammoniadistributionpropertiesandNOxremovaleffi