新型 SNCR 氣力式霧化噴嘴的數值模擬研究

　　氮氧化物（NOx）是火電廠排放的主要大氣污染物之一，70%的NOx排放來自燃煤燃燒，其形成的酸雨、光化學煙霧等會對環境和人體健康有重大危害。循環流化床（CFB）鍋爐多選用選擇性非催化還原（SNCR）法脫硝，其技術原理是把含NHx基的還原劑噴入850~1050℃的煙氣溫度區域，通過反應消耗煙氣中的NO，從而降低NOx排放。SNCR脫硝受溫度、氨氮摩爾比與煙氣還原劑混合程度等多因素影響，而霧化噴嘴作為還原劑噴射的核心部件，其良好的性能有利于煙氣與還原劑的充分混合。

　　噴射霧化通過噴嘴將液體噴射到氣體介質中，使之分散并破碎成小顆粒液滴。霧化噴嘴包括機械式、旋轉式、氣力式噴嘴等，其中氣力式噴嘴在噴嘴內部設計有氣液流道，利用高速氣流與低速液體射流間的相互剪切作用，在噴嘴內外分別實現初次破碎與二次破碎，最終將液體破碎、霧化成更細小的液滴。用以衡量噴嘴性能的指標包括霧化角、霧滴粒徑均勻度、霧滴粒徑和射程等。

　　使用Fluent軟件對氣助霧化噴嘴的霧化特性進行模擬，觀察了噴嘴結構與運行參數對噴霧粒徑分布的影響；使用VOF多相流模型對扇形氣力霧化噴嘴進行模擬，研究了噴霧過程中流場分布；基于VOF和DPM模型對氣力式噴嘴的流場與噴霧場進行了觀察，研究了噴霧參數對噴霧角和霧滴直徑等的影響。