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水泥工业大量排放的NOX是主要空气污染物之一。开发新型水泥低NOX煅烧和脱氮技术对环保和环境的可持续发展具有重要意义。本文结合中材湘潭水泥有限公司5500t/dTTF分解炉内选择性非催化还原(SNCR)脱除氮氧化物开展数值模拟研究,主要工作如下:建立了分解炉的几何模型、煤粉燃烧模型以及脱硝模型。根据分解炉的实际运行情况,选取一典型工况对其进行数值模拟,得出了煤粉燃烧的数值解。在燃烧数值解的基础上,采用NO_x生成模型,模拟计算得出了分解炉内NO_x的分布情况。根据NO_x的生成机理和分布情况,采用非催化还原(SNCR)方法,对分解炉进行脱硝的模拟计算。文章主要针喷氨嘴安装高度、对喷氨速率以及喷射角度对脱硝的影响展开研究,从NO_x出口浓度,脱硝率以及氨残余进行分析,得出脱硝的最优值。通过模拟,得到的结论如下:(1)煤粉在分解炉内进行无焰燃烧。燃烧的最高温度出现在三次风入口附近和煤粉入口的上部空间,燃烧主要区域温度在1240~1520K,无局部高温出现。由于燃烧的作用,分解炉内生成的氮氧化物主要为燃料型NOX,集中在分解炉上部区域,并呈现中间浓度高,靠近壁面少的特点。(2)在对分解炉内燃烧和NO生成模拟的基础上开展了SNCR脱硝过程的数值模拟,并将脱硝率和出口NH3残余量作为SNCR的优化目标,通过改变喷氨速率、喷氨嘴安装高度以及还原剂喷射角度等方法对脱硝过程进行优化:SNCR技术能显著降低NO浓度,在基础工况下脱硝率可以达到87.9%;对于喷嘴安装高度的优化,在分解炉24m高度以上按步长4m选择喷氨点,通过结果比较,得出分解炉最佳喷氨位置为36m;对喷氨速率的优化,在最优的喷氨位置下,喷氨速率从10-90m/s范围内按步长10m/s选择9组数据进行模拟,通过结果比较,分解炉最佳喷氨速率为60m/s;对于喷射角度的优化,在喷氨最佳安装位置和喷射速率的基础上,还原剂喷入角度15°~165°按步长15°选择11组数据进行模拟,通过结果比较,还原剂最佳喷射角度为60°。