Mit CFD zur perfekten Abgasreinigung

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Wie verbessert man die SCR-Leistung ?

Eines der größten Probleme in SCR-Einheiten ist die Ablagerung von Partikeln und Asche auf den horizontalen Flächen des Katalysators. Die übliche Lösung besteht im regelmäßigen Absaugen der Asche. Dies bedingt jedoch das Abschalten des SCR und verursacht damit hohe Kosten.

In bisherigen Modellen wurden große Umlenkbleche genutzt, um die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit beim Eintritt in die erste Schicht des Katalysators zu kontrollieren. Durch Ändern von Winkel, Position und Anzahl der Leitbleche konnten die Konstrukteure diese Verteilung optimieren.

Zudem wurde zur Beeinflussung der Strömungsrichtung direkt am Katalysatoreingang ein Leitgitter eingebaut. Hochauflösende CFD-Berechnungen zeigten jedoch erstmals, dass hinter den Leitschaufeln Rückströmungen und Zonen langsamer Strömung entstehen.

Dies ist wahrscheinlich einer der wichtigsten Gründe für das Ablagern der Asche auf den darunterliegenden Katalysatorschichten. Ein weiterer Nachteil der Leitschaufeln ist, dass sie sehr sensibel auf die ankommenden Strömungsverhältnisse reagieren.

Deshalb müssen der Abstand und der Winkel der Bleche sehr exakt eingebaut werden, damit die Ergebnisse der Optimierung am Prototypen in der Praxis erreicht werden. Jede Änderung an den stromaufwärts gelegenen Anlagenteilen erfordert eine Analyse und Überarbeitung der Leitbleche, um die benötigte Verteilung wieder zu erreichen.

Aus den von Fuel Tech durchgeführten Optimierungen mit Hilfe von CFD entstand die Idee, das traditionelle Leitschaufelpaket in der oberen Haube des SCR mit dem Leitgitter zu einem einzigen GSG zusammenzufassen.

Das GSG besteht aus parallelen Platten, die schräg in der SCR-Haube eingelegt werden und das Rauchgas und die Flugasche vertikal in den Katalysator leiten. Diese Anordnung reagiert weniger sensibel auf die ankommenden Strömungen, was bedeutet, dass der Katalysator und dessen Leistung stabil bleiben, auch wenn die Anlage nicht unter optimalen Betriebsparametern läuft.

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