Design of Basic Technological Units of SCR Technology for Flue Gas Denitrification

Al Ameen Ashik Mohamed Rabeek

Diplomová práce

Anotace:

Práce se zabývá návrhem základního designu reaktoru metody denitrifikace spalin SCR. Spaliny jsou přivedeny z procesu spalování plynného paliva, je známo jejich složení, hodnota NOx surových spalin a požadovaná hodnota emisní NOx. Je dále znám tok spalin, teplota v místě umístění metody SCR. Byl stanoven požadavek na tok reagentu. Zde se jedná o umístění „high dust“. Reaktor je umístěn svisle, přívodní spalinový kanál je vodorovný. Byly určeny katalyzátory typu „honey comb“ pro danou jednotku. Základní výsledky práce jsou v podstatě dva. Prvním je stanovení optimální délky zóny míšeni reagentu se spalinami před vstupem do svislé části reaktoru, Byl navržen způsob přívodu reagentu a prvek „statický mixér“ tak, aby koncentrační profil reagentu již ve vodorovném spalinovém kanálu byl optimální, Druhým výsledkem pak je design naváděcích ploch v přechodu z vodorovné do svislé části reaktoru a určení minimální vzdálenosti ke katalytickým modulům. Výsledkem pak je optimální rychlostní profil spalin na vstupu do katalytických vrstev pro daný konstrukční návrh naváděcích ploch. Pro stanovení optimálních relevantních rozměrů bylo využito matematického modelování, software ANSYS CFX.

Abstract:

The thesis deals with the design of the basic reactor design of the SCR flue gas denitrification method. The flue gas is fed from the gaseous fuel combustion process, its composition, the NOx value of the raw flue gas and the desired NOx emission value are known. The flue gas flow, temperature at the location of the SCR method is also known. The reactant flow requirement has been determined. Here it is a "High dust" location. The reactor is located vertically, the flue gas inlet duct is horizontal. Honey comb type catalysts were specified for the unit. The basic results of the work are basically two. The first is the determination of the optimum length of the zone of mixing of the reactant with the flue gas before entering the vertical part of the reactor, The method of reactant supply and the element "static mixer" were designed so that the concentration profile of the reactant already in the horizontal flue gas duct was optimal, The second result is the design of the guiding surfaces in the transition from the horizontal to the vertical part of the reactor and the determination of the minimum distance to the catalytic modules. The result is then the optimum flue gas velocity profile at the inlet to the catalytic layers for a given design of the guidance surfaces. Mathematical modelling, ANSYS CFX software, was used to determine the optimum relevant dimensions.

Klíčová slova

Základní konstrukce reaktoru, metoda denitrifikace spalin SCR, mísící a reakční zóna, vodicí plochy, vrstvy katalyzátoru, AutoCAD, Ansys CFX.

Keywords

Basic reactor design, SCR flue gas denitrification method, mixing & reacting zone, guiding surfaces, catalyst layers, AutoCAD, Ansys CFX.

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 6. 6. 2022
• Vedoucí: Zbyszek Szeliga
• Oponent: Michal Stáňa

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Magisterský studijní program:
Energetické stroje a zařízení