基于CFD-DEM的水泥窑SCR脱硝催化剂的表面磨损
吴越1
钱付平1
于灵涛1
李明月2
黄乃金3
吴昊3
郑志敏1
1.安徽工业大学能源与环境学院,安徽马鞍山 2430322.安徽工业大学建筑工程学院,安徽马鞍山 2430323.安徽威达环保科技股份有限公司,安徽 合肥 230601
摘要：[目的]为了研究水泥窑选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)催化剂表面的磨损,分析不同条件下催化剂表面的磨损情况,以实现优化方案.[方法]采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)与离散元法(discrete element method,DEM)的耦合方法对水泥窑SCR催化剂表面的磨损进行研究,以水泥窑SCR催化剂表面为研究对象,在验证建立的数值仿真模型的基础上,对不同烟气进口风速、烟气入射角和粒径对催化剂表面磨损的影响进行仿真实验.[结果]随着烟气进口风速的增加,壁面初始磨损量的均值也相应增大,并且达到稳定状态后的均值磨损量亦更高;烟气入射角度增大时,相同时间内的磨损侵蚀面积会逐渐减小;粒径越小,相同时间内的磨损均值和标准偏差均较小,催化剂表面的磨损分布更加均匀;当烟气进口风速为2、3、4、5m/s时,催化剂表面磨损均值达到稳定时分别为1.12×10-7、1.32×10-7、2.52×10-7、3.78×10-7 mm;约10 s后,催化剂表面磨损量的标准偏差达到最大,烟气进口风速分别为2、3、4、5m/s时催化剂表面磨损量的最大值为1.82×10-8、2.41×10-a、2.46×10-8、2.52×10-8 mm.[结论]在催化剂表面,磨损量的标准偏差随时间变化呈现先增大后减小的趋势;颗粒间的扰动导致催化剂表面的最大磨损量也经历了先增大后减小的过程.
关键词：计算流体力学与离散元法耦合水泥窑SCR脱硝反应器磨损模型催化剂
分类号：X511(大气污染及其防治)TB4(工业通用技术与设备)
资助基金：国家自然科学基金(52176148)安徽省重点研究与开发计划项目(202104i07020016)
论文发表日期：2025-09-01
在线出版日期：2026-05-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 168-181 )
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