【Ziel】 Zur Lösung zahlreicher praktischer Probleme des Harnstoff-Thermolyse-Systems im Bereich der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) in gasdampfgeführten Kombikraftwerken. 【Methode】 Am Beispiel eines SCR-Systems einer gasdampfgeführten Kombianlage wurde die Thermolysetechnik mit direkter Harnstoffeinspritzung unter den Abgasbedingungen am Gasturbinenausgang mit numerischer Simulation untersucht, wobei auf theoretischer Forschung aufbauend auf Ingenieurbereich und praktische Anwendung ausgeweitet wurde. 【Ergebnisse】 Die Ergebnisse zeigen, dass die Hauptprodukte der Harnstoff-Thermolyse unter Abgasbedingungen am Gasturbinenausgang Ammoniak und Isocyanate sind; mit steigender Rauchgastemperatur und Verweilzeit steigt die Thermolyseeffizienz der Harnstoffreaktion schnell an; bei einer Rauchgastemperatur von 300℃ und einer Verweilzeit über 0,5 s sowie bei 650℃ und einer Verweilzeit über 0,1 s übersteigt die Harnstoff-Thermolyseeffizienz 95%; die Thermolyseeffizienz steigt mit zunehmendem Abstand zur Einspritzstelle allmählich an und erreicht bei 31 m 99%; bei der Anordnung von 12 bzw. 29 Spraydüsen der Harnstofflösung nach der Gleichflächenmethode liegt die quadratische Mittelabweichung der Verteilung der Thermolyseprodukte am Einlassquerschnitt des Katalysators unter 5%. Im Ingenieurbereich ermöglicht ein Messverdünfungssystem mit Verdünnungswasser, dass die zerstäubten Partikelparameter aller Düsen unter verschiedenen Lasten optimale Betriebsbedingungen beibehalten, und Doppelfluid-Spritzdüsen mit Isolierstruktur und Kühlluft verhindern das Austrocknen und Verstopfen der Düsen bei niedrigem Durchfluss der Harnstofflösung im Niedergeschwindigkeitsstrom. 【Schlussfolgerung】 Nach Inbetriebnahme des Projekts kann das direkte Thermolyse-System der Harnstoffeinspritzung den Reduktionsmittelbedarf des SCR-Systems stabil bereitstellen und die NO<x>-Massenkonzentration am SCR-Eintritt von 35 mg/m³ auf 5 mg/m³ am Ausgang senken, wobei die Ammoniakemission unter 3μL/L liegt, und eine energieeffiziente, umweltfreundliche, stabile und wirtschaftliche SCR-Anlagenbetrieb ermöglichen.

Gas-Dampf-Kombination; Harnstoffthermolyse; Thermolyseeffizienz; Isolierstruktur