过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (9): 881-894.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224394
毛汉林1, 游永华1,2*, 吴嘉俊1, 易正明1,2
Hanlin MAO1, Yonghua YOU1,2*, Jiajun WU1, Zhengming YI1,2
摘要: 分子筛催化剂Ce-Cu-SSZ-13在与工业炉排烟温度一致的条件下具有卓越的选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)脱硝性能,将其涂覆于内含扩缩通道的蜂窝陶瓷表面制作高温复合SCR蓄热体,可实现烟气脱硝与余热回收设备一体化。为优化新型SCR蓄热体综合性能,以蓄热体长度(L)、扩张/收缩角(θ)和烟气流速(V)为设计变量,能量回收率(ERR)、脱硝效率(η)和烟气压力损失(?P)为目标函数,开展耦合蓄热式传热的SCR烟气脱硝Fluent数值模拟研究。根据模拟结果,采用响应面方法建立目标函数回归模型。在此基础上,采用多目标优化遗传算法NSGA-II求得帕累托最优解集,使用基于熵权法(Entropy Weight Method, EWM)的熵权TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)法计算其与负理想解的相对接进度并以此确定最优解。方差分析验证回归模型的显著性,响应曲面分析则揭示了不同设计变量对目标函数的协同影响规律。结果表明,新型复合SCR蓄热体最佳设计变量为:L=717.57 mm, θ=12.19°和V=4.03 m/s,对应目标函数为ERR=68.13%, η=99.38%和?P=52.57 Pa。此时烟气出口温度约150℃,NO质量浓度为4.3 mg/m3。另外,将烟气速度约束至5和6 m/s后发现最优解减小了扩张/收缩角,以防止蓄热体压力损失大幅增加。