鼓泡式脱硫反应过程试验研究及数值模拟

鼓泡式脱硫反应过程试验研究及数值模拟

薛景杰[1]2003年在《鼓泡式脱硫反应过程试验研究及数值模拟》文中进行了进一步梳理我国是以煤为主要动力资源的国家,火电厂用煤量大,约占全国原煤产量的30%。随着我国国民经济的高速发展和能源消耗的增加,大型燃烧设备的数量也在不断增加,从而使得污染物的排放量也呈现每年递增的趋势。同时,随着人民生活水平的提高,人们对环保的要求越来越高,为了把我国二氧化硫污染物控制在一定水平上,国家制定出了更严格的排放标准和相应的措施。由于如目前常规的脱硫技术工艺类似的大多数脱硫工艺价格昂贵,需投入较大的资金,直至目前为止,许多企业对于脱硫治理工作,仍是持观望和等待态度。因此,努力寻求价格低廉和脱硫效果好的脱硫工艺是目前脱硫工作者最为关心的问题之一。 鼓泡式脱硫工艺是目前比较有前途的独特脱硫工艺,鼓泡式脱硫技术较为简单,在燃用低硫煤的燃烧设备上无论从投资、还是运行成本上都比常规石灰/石膏湿法脱硫技术要少,对在开展脱硫烟气治理而缺乏资金的地区和国家具有较大的潜力。但由于其脱硫工艺过程和工程实践的中还存在许多关键技术问题没有得到较好解决,因而使得该种技术的推广应用大打折扣。因此,本文对鼓泡式脱硫工艺中对关键的技术问题:其反应动力特性进行了试验分析和数值模拟。 文中在对鼓泡式脱硫工艺中的反应动力特性试验研究上,同时采用双膜模型对脱硫过程进行了数值模拟,模拟计算结果与试验结果基本吻合。研究结果表明:在鼓泡式脱硫反应过程中影响脱硫效率的因素有烟气中SO_2含量、吸收液浓度、气体温度、pH值、喷管浸入深度等。同时还表明:当SO_2浓度在一定范围内增加,脱硫效率增加,超过一定范围后脱硫效率降低;系统运行的最佳pH值范围为8%左右,在运行中应保持pH值>8较为合适;当脱硫效率随喷管浸入深度增加而增加,在运行中一般保持L>200mm较为合适。当脱硫效率对入口烟气温度变化敏感,入口烟气温度越低,脱硫效率越高;吸收液浓度对脱硫效率有影响,在运行中应保持吸收液浓度4.5左右较为合适。 本文的研究结果为进一步研究鼓泡式脱硫技术的打下了基础。

展锦程, 冉景煜, 孙图星[2]2008年在《烟气脱硫吸收塔反应过程的数值模拟及试验研究》文中指出以鼓泡式脱硫塔为例,采用双膜模型对烟气脱硫过程进行了数值模拟,并与试验结果进行了比较。结果表明:影响鼓泡式脱硫反应过程的主要因素有烟气中SO2含量、吸收液浓度、气体温度、pH值及喷管浸入深度等;在运行中应保持pH值>8和浸管深度>200mm,且吸收液浓度4.5%左右较为合适.同时,脱硫效率对入口烟气温度变化敏感,入口烟气温度越低,脱硫效率越高.通过对这些因素的分析,有助于脱硫装置的运行优化.

吴婷[3]2015年在《基于脉冲鼓泡和气动搅拌的烟气脱硫工艺及装置研究》文中研究表明二氧化硫的人为排放主要来自于化石燃料的燃烧。我国以煤炭为主的能源消费结构短期内不会发生改变,根据历年中国环境状况公报显示,我国每年向大气排放的二氧化硫超过2000多万吨,对环境和经济造成很大负担。全球的烟气脱硫技术85%以上为湿法脱硫技术,其中美、日、德叁国为90%以上。湿法脱硫技术的核心是吸收塔,第一代吸收塔主要有填料塔、湍球塔等,系统使用的工艺几乎都是抛弃法,第二代吸收塔则是用空塔代替填料塔、湍球塔、筛板塔等,空塔不仅使吸收塔内部结构简洁、造价降低,而且减少了结垢,典型代表的塔型有喷淋塔和喷射鼓泡塔。其中喷淋塔起步较早,而喷射鼓泡塔则发展较快。喷射鼓泡塔以气相为分散相、液相为连续相,将二氧化硫的吸收、亚硫酸钙的氧化、结晶以及除尘等工艺过程集中到同一个反应器中进行,具有较高的脱硫效率和除尘效率,工艺运行pH值范围通常控制在3~5,低pH值环境使吸收塔具有较好的氧化速率。但喷射鼓泡塔系统较为复杂、吸收塔的压力损失较大。第叁代塔的发展方向是吸收塔大型模块化,同时通过提高烟气的流速来增加反应场中的扰动,加剧湍流,延长烟气在吸收液中的停留时间,从而提高二氧化硫的吸收率。环栅式吸收塔操作原理与喷射鼓泡塔相同,也属于喷射鼓泡吸收塔的一种。但采用单切向进气方式,运行时气流切向进入环形气体通道,带动吸收液径向旋转,进入栅孔内的气流呈脉冲式,气流被径向旋转的吸收液切割成更小的气泡,在栅孔处,气泡呈现向上、向前、向径向搅拌方向的叁维上升状况,吸收液产生脉冲式鼓泡,鼓泡层出现剧烈的扰动状态,延长了塔内气、液接触时间。环栅式布气结构结合单切向的进气方式产生脉冲式鼓泡效果,增加吸收塔内的扰动,与第叁代塔提高气速用以增加扰动目的一致。对环栅式吸收塔和日本的喷射管式吸收塔做实验比较,结果显示,在进气量以及液位相同时,环栅式吸收塔的压力损失小于喷射管式吸收塔的压力损失,而环栅式吸收塔的鼓泡层高度大于喷射管式吸收塔的鼓泡层高度,在进气量为2800m3/h时,环栅式吸收塔的鼓泡层高度多次达到1000mm以上,且塔内的气液扰动非常激烈,其最高峰值可达1500mm。喷射管式吸收塔的鼓泡层高度在700mm左右。当用相同量的质量浓度为1.37%CaCO3溶液为吸收液,处理气量2300 m3/h,二氧化硫浓度为3000mg/m3,吸收液pH值大于5.2时,环栅式吸收塔的脱硫效率高于喷射管式吸收塔的脱硫效率,环栅式吸收塔中的吸收液有效成分被迅速消耗,没有新鲜浆液补充,当pH值小于5.2后,环栅式吸收塔的脱硫效率低于喷射管式吸收塔的脱硫效率。当吸收塔直径较大时,环栅式吸收塔存在塔中心部位布气不足的缺陷,因而在环栅内部增设喷射管,设计发明气动搅拌吸收塔,并在环形气体通道中安装浮筒搅拌器,用于加强吸收塔内气固液叁相的混合效果。浮筒搅拌器没有固定轴,浮于环形通道内的吸收液液面上,其旋转的动能完全由环形通道内的气流提供,转速越快,搅拌均匀所耗时间越短。进气量相同时,气动搅拌吸收塔的系统压力损失小于日式喷射管式吸收塔的压力损失,当进气量为2400 m3/h,二氧化硫浓度为3400mg/m3,脱硫剂为质量浓度1.64%的CaCO3溶液,吸收液pH值为6.0时,气动搅拌吸收塔的脱硫效率达到96%,喷射管式吸收塔的脱硫效率为80%左右,后期吸收液pH值降到4.0时,气动搅拌吸收塔的脱硫效率仍然达到77%,喷射管式吸收塔的脱硫效率为53%左右。喷射鼓泡塔的低pH值运行环境有利于对重金属物质的富集,结合这一特点发明双循环垂直筛板吸收塔,用于处理高浓度含硫烟气的脱硫,同时回收有经济价值的矿渣。双循环吸收塔一级循环为环栅式布气装置,吸收液采用弱碱性矿物浆液,以磷矿浆为例,磷矿浆液用于脱硫后,其中杂质被去除使磷矿得以富集,脱硫后的矿渣可直接加浓硫酸制成普钙(磷肥)就地销售,二级循环为垂直筛板结构,采用碱性较强的吸收液来维持装置的高脱硫效率,以Na2CO3溶液为例,当进气量为2300m3/h,二氧化硫浓度为3400mg/m3,垂直筛板埋入220mm时,吸收塔的总脱硫效率最高达95%,垂直筛板的埋入深度对吸收塔的脱硫效率有较大影响,其它条件不变,垂直筛板埋入深度80mm时的总脱硫效率最高值为78%。本文针对脱硫吸收塔的布气装置、搅拌装置的性能优化以及吸收塔应用方面进行研究。在保证吸收塔高效脱硫的同时,对吸收塔结构进行简化、降低吸收塔的压力损失、提高吸收塔鼓泡效果等方面取得一定成果,同时在应用双循环吸收塔高效脱硫同时回收具有经济价值的矿物质方面做了大量实验,确定双循环吸收塔的最佳操作范围。为具有自主知识产权的吸收塔的大型工业化提供实践基础和理论依据。

林永明[4]2006年在《大型石灰石—石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用》文中研究说明随着国家SO_2排放标准的严格及国内脱硫市场的发展,石灰石-石膏湿法喷淋脱硫作为一种脱硫效率较高、运行稳定可靠的脱硫技术,得到了广泛的应用。本文依托所承担的烟气脱硫工程,对石灰石-石膏湿法喷淋脱硫技术基本参数选择与物料平衡计算、喷淋吸收塔的气液流场模拟及阻力特性、喷淋吸收塔的设计与运行优化、喷淋吸收塔脱硫过程建模与数值计算等开展研究;并根据工程应用情况及对喷淋脱硫技术的研究结果,采用模糊评价理论对300MW机组喷淋脱硫技术典型工况设计与运行方案进行综合评价与选择。 在本文中对石灰石-石膏湿法喷淋脱硫技术基本参数选择原则进行了分析与讨论;针对物料平衡计算中的热平衡、水平衡、固平衡计算原理进行了分析,并结合具体工程进行了计算,结果表明热平衡计算与国外技术支持商提出数据较为吻合,由于计算涉及到设备特性参数的选取,水平衡与固平衡计算结果有一定差异,但能够满足工程需要。 本文研究表明:CFD技术可应用在喷淋脱硫技术工程设计、运行及优化;应用结构化/非结构化混合网格技术,采用标准κ-ε湍流模型描述塔内烟气湍流运动,颗粒轨道模型跟踪液滴运动,随机漫步模型考察湍流对液滴运动的影响,Rosin-Rammler模型描述液滴的粒径分布,用SIMPLE算法对300MW机组喷淋吸收塔内气液流场情况及不同设计和运行条件下喷淋吸收塔的阻力特性进行了数值模拟,模拟结果表明:浆液喷淋对吸收塔内烟气流场具有整合作用;喷淋区和进出口区是吸收塔内压降构成的主要区域;300MW机组WFGD系统喷淋塔内阻力在烟气量为120×10~4Nm~3/h、塔径为13m、采用4层喷淋、喷淋层间距为1.7m时约为950Pa,与实际工程测量数据较吻合;塔径和喷淋层数是影响喷淋塔内阻力的重要因素,而喷淋层间距对于塔内阻力影响较小;运行参数一负荷和液气比对喷淋塔内阻力有较大影响。 本文中对WFGD系统喷淋吸收塔及塔内部件的设计与选型进行了分析,并利用CFD技术对喷淋吸收塔及塔内部件几何结构变化对塔内气液流场的影响进行数值模拟研究,模拟结果表明:典型300WM机组喷淋吸收塔径宜取12m;烟气入口向下倾斜将有利于烟气流动的均匀,在工程设计时烟气入口倾角宜按13°~15°考虑;在工程设计时塔入口截面高宽比趋向小值,一般取0.4~0.5;烟气入口区上方设置挡板除有效隔挡喷淋浆液的进入外,还可利于烟气入口区的流场均布,档板宽度宜取0.5m~1.0m;当喷嘴喷淋角度发生变化时喷淋层覆盖率会发生变化,喷淋层间距、喷嘴压降与喷淋角度变化时气液覆盖效果基本不变。 本文对喷淋塔内脱硫过程采用非稳态传质渗透理论建立了数学模型,针对喷淋脱硫技术不同情况下对脱硫效率的影响进行了数值计算,结果表明:浆液池pH值在5.2~5.8范围内变动时,脱硫效率随pH值的增加而增加,脱硫效率可达96%~98%;脱硫效率随着入口SO_2浓度的增加而逐渐减小,入口SO_2浓度在3000mg/Nm~3~4000

李珊红[5]2008年在《新型伞形罩洗涤器的实验和数值模拟研究》文中提出本论文首先介绍了中国大气污染的现状,其中工业燃煤锅炉排放的颗粒物和SO2仍是影响城市空气质量的主要污染物。目前从国外引进的湿法除尘脱硫技术或关键设备需缴纳高额的技术引进费和使用费;且我国煤种、经济条件和操作条件又不同,不能照搬国外的湿法除尘脱硫技术。为解决这些问题,研究和开发适合我国国情的、拥有自主知识产权的除尘脱硫技术与装置,具有明显的社会、经济和环境意义。本文的研究工作和研究成果包括以下内容: (1)在参考国内外大量湿法除尘脱硫一体化装置的研究报道的基础上,设计出一种新型伞形罩脱硫除尘洗涤器。该装置压力损失小;除尘效率高,能有效去除SO2等有毒有害气体;实现水的循环利用;体积小;维护方便;运行费用低,适合于中小型燃煤锅炉的除尘脱硫。(2)取粉煤灰、空气和水为物系,采用实验方法对新型伞形罩洗涤器进行研究。先对粉煤灰的理化性质进行测试;再在模型实验装置上进行漏风率、阻力特性、效率特性和动力消耗实验。实验的入口气速为10 - 18 m/s,含尘浓度为2 - 22 g/m3,液气比为0 - 0.8 L/m3。实验结果表明:伞形罩洗涤器的压降在250 - 750 Pa范围内;液气比为0.2 L/m3时,除尘效率达98.8%以上,动力消耗约216 Pa。(3)利用计算流体动力学(CFD)模拟方法对伞形罩洗涤器进行研究时,先确定计算区域,采用Gambit建立大小及疏密程度不同的网格。选择SIMPLE算法,实现速度与压力的耦合。以实验测试的数据、文献资料或经验参数为依据,设置边界条件。选择标准的k-ε湍流模型和雷诺应力模型(Reynolds Stress Model, RSM)模拟连续相,用离散相模型(Discrete Particle Model, DPM)追踪颗粒运动,预测新装置的压降和效率。模拟结果显示:在入口速度为10.6 m/s,粉尘浓度为2 - 22 g/m3时,装置的压降在230 - 250 Pa之间,效率在84 - 86%之间。压降和效率的模拟值与实验值的相对误差分别为4%和10%左右。在入口气速为12 m/s,液气比0 - 0.8 L/m3时,采用DPM模型进行气液两相的非稳态数值模拟,结果表明:液滴能较好地保持锥形形状,随着时间的推移,液滴开始撞击到伞形罩上,形成液膜并发生反弹,液滴对气流有较好地整流作用。在入口气速为12 m/s,粉尘浓度为6.452 g/m3,液气比为0 - 0.8 L/m3时,模拟伞形罩洗涤器中气液固的流动。结果表明液气比对洗涤器近壁处的气含率影响很小,对伞形罩内部气含率影响较大,伞形罩内部的气含率随着液气比的增加分布更加均匀,喷淋液形成的水幕充满整个洗涤器,极少部分液滴被烟气夹带出去。而水箱附近的固体粒子的体积分数较大,捕尘效果明显。(4)为进一步验证模拟流场的准确性,采用先进的无接触式粒子图像测速技术(Particle ImageVelocimeter, PIV),在入口气速12 m/s时,对关键的伞形罩段和入口段的流场进行测试。PIV测试结果显示:气流绕过伞形罩时湍动剧烈,在其周围形成多个小漩涡,伞形罩增加了接触面积,延长了各相的停留时间,有利于分离净化。入口段存在较大漩涡,有回流现象。(5)对比模型洗涤器的性能实验、PIV流场测试实验和模拟洗涤器的流动特性及性能,结果表明模拟的伞形罩周围的流场和PIV测试的流场在运动趋势上一致,证明模拟方法是预测新装置的性能及使流动可视化的一种有效的方法。实验为模拟提供了参数,并为验证模拟结果的可靠性提供了佐证材料。模拟为洗涤器的结构和操作工艺的优化提供了依据,可用于此类洗涤器的优化设计。(6)利用量纲分析方法推导了阻力相似模型和效率相似模型。对模型洗涤器按相似准则放大10倍后进行模拟,结果表明模型伞形罩洗涤器和放大10倍的洗涤器在速度分布, DPM浓度分布及流动特性方面很类似,伞形罩洗涤器的相似模化为工程实际应用提供理论依据,为产品的放大设计进一步提供理论基础。本文改变传统的设计方法:小试-中试-推广的路线。采用实验和模拟研究相结合的方法,对洗涤器进行预测与评价,揭示洗涤器内的流动特征,从而加深对流场规律的理解,有很强的工程实践意义。两者的有效结合可缩短设备的开发时间,减少实验和设计成本,具有良好的经济效益。模拟过程在计算机上完成,可减少实验工作量,减少对环境的污染,有很好的环境效益。

张凯[6]2007年在《射流式脱硫反应器的实验研究及数值模拟》文中提出随着社会的进步和工业的发展,SO_2的污染日益严重,危害也日益加剧,必须对SO_2的排放实施有效的控制。在当前的湿法烟气脱硫技术中占主导地位的是喷淋型石灰石-石膏法烟气脱硫技术。喷淋型吸收塔具有许多优点,但也存在一些问题。如因喷淋的要求,循环泵能耗较大、对喷嘴的要求高,液滴被气体包夹,脱水除雾困难,塔内难实现高气速,且烟气带水对尾部设备腐蚀较严重等。本文针对喷淋型吸收塔存在的问题,提出了新型射流式湿法烟气脱硫工艺。本文首先阐述了实验设备、实验原理以及实验数据的处理。其中,为了减少系统运行参数周期性波动对测量准确的影响,实验利用Testo烟气分析仪、Testo温湿度仪同步等时间间隔实时测量。同时针对实验研究的化学吸收装置,测量了该装置的特性参数。在试验过程中,进行了烟气流速、入口烟气温度、入口SO_2浓度等运行参数和结构参数对烟气含湿量和脱硫效率的影响的试验研究。减小管板上布置的喷嘴出口直径可以有效改善脱硫浆液的液滴破碎效果,从而显着提高脱硫效率。选择适当的结构和运行参数,液柱射流塔的脱硫效率可以达到90 %以上。本文还对液柱射流式脱硫反应器内的流场进行了数值模拟。通过对烟气速度,DPM浓度,索特平均直径的分析,进而得出反应器两种结构的相对脱硫效率。

张纯[7]2014年在《环栅泡沫喷淋氨法脱硫流动传质模拟研究》文中研究表明本文采用MATLAB对氨法脱硫溶液(NH3-SO2-H2O体系)在动态传质过程中传质增强系数及在静态平衡过程中气相NH3、SO2平衡分压进行研究,通过对比实验结果验证气液平衡(经验)模型的应用条件及计算相对误差;在MATLAB计算结果的基础上,采用Fluent对氨法脱硫塔内气液两相流动及氨法喷淋脱硫传质进行数值模拟,通过对比氨法脱硫实验结果与模型结果验证模型准确性;在所建模型基础上分析氨法脱硫过程中液气比、入口SO2浓度及溶液温度对脱硫效率、氨逃逸量及烟气通过设备的压力损失的影响。通过对氨法脱硫溶液及设备的仿真研究,本文得到以下结论:(1)通过动态传质模型计算在低SO2浓度条件下设备内SO2及NH3的传质增强系数,得到S02传质增强系数在7-18的范围内,NH3的传质增强系数为1。(2)经验模型在计算气相中NH3及S02平衡分压上的准确性低于静态平衡模型,然而由于经验模型求解简单,因此,经验模型应用于氨法脱硫传质建模,静态平衡模型应用于动态传质建模。(3)塔高0.95m开始液滴被塔壁面捕捉,塔高0.8m处塔内喷淋液滴浓度基本为零,液滴在塔内的运动区域小,滞留时间短,被捕捉的液滴在壁面形成液膜,壁面液膜覆盖区域大,液膜传质不能忽略。(4)液膜在壁面流动过程中出现断裂,一部分脱硫溶液向外塔顶部运动,离散轨道模型无法得到以上塔内脱硫溶液的运动情况。(5)离散模型建立的脱硫传质模型所得到的脱硫效率计算结果与实验值的误差在10%以内,离散轨道模型可以用于液膜传质的建模。利用脱硫传质模型对运行参数如入口8O2浓度、脱硫溶液温度及液气比进行研究,分析运行参数与脱硫效率、设备氨逃逸量、烟气流动压力损失及塔内SO2浓度分布的影响:(1)脱硫溶液温度升高氨的逃逸量增加,温度大于40℃时脱硫设备出口氨浓度超过国家标准要求;溶液温度升高还将导致脱硫效率下降,在50℃左右脱硫产物分解导致脱硫效率下降迅速。(2)入口SO2浓度的升高单位时间喷淋溶液的脱硫总量增加,设备脱硫效率下降,入口SO2浓度较低时塔内SO2分布较均匀。(3)液气比对烟气压力损失的影响较大,当液气比为2.5L·m-3时,烟气流动压力损失是空塔时的两倍;液气比在研究区间内与脱硫效率呈线性关系。

钟毅[8]2008年在《基于WFGD系统的硫、氮、汞污染物协同脱除的理论与实验研究》文中认为SO_2污染对环境、人类健康以及经济发展都具有非常大的影响。近年来随着电力行业的迅猛发展,SO_2、NO和Hg的污染有加重的趋势。针对电站锅炉的SO_2污染,我国开展了大规模的电站锅炉湿法烟气脱硫(WFGD)系统的建设。针对NO污染,目前比较常见的有炉内控制技术如低NOx燃烧器与选择性非催化还原(SNCR)技术,烟气脱硝技术如选择性催化还原(SCR)技术。今后排放标准如果提高,炉内控制技术可能无法保证烟气达标排放,而SCR技术因场地限制而使应用是受到一定制约。根据我国的环境现状以及国家节能减排的政策,正在对更多的其它污染物排放进行控制。如何利用已有的污染物控制设备实现多种污染物协同脱除具有非常重要的研究意义。目前我国石灰石/石膏WFGD工艺应用非常广泛,利用已有的WFGD系统进行污染物协同脱除具有非常良好的经济性,对于场地紧张的电站而言尤其具有吸引力。在对国内外污染物协同脱除的研究进展进行综述的基础上,对复合添加剂同时脱硫脱硝的反应动力学研究。采用平面传质搅拌反应器进行了SO_2和NO的吸收特性研究,确定了不同因素如气体分压、添加剂浓度对于SO_2和NO的吸收速率的影响,并根据实验结果确定了该反应的反应级数、反应速率常数、活化能等动力学参数;在反应动力学研究的基础上,对复合添加剂同时脱硫脱硝的影响因素进行了研究。采用不同反应器对复合添加剂进行了同时脱硫脱硝的实验,确定了各种因素如pH值、烟气流量、添加剂浓度、添加剂与污染物摩尔比、液气比对于脱硫脱硝效率的影响。采用洗瓶反应器进行了复合添加剂吸收零价汞的实验,确定了上述因素对于零价汞吸收的影响。针对实际工程,开展了WFGD系统喷淋塔多种污染物协同脱除性能优化的数值模拟研究。本文基于计算流体力学(CFD)技术,应用混合网格技术,采用标准κ-ε湍流模型描述塔内烟气湍流运动,颗粒轨道模型描述液滴运动,随机漫步模型描述湍流对液滴运动的影响,Rosin-Rammler模型描述液滴的粒径分布,采用SIMPLE算法进行计算。根据塔内实际情况,对脱硫过程采用非稳态传质理论建立了脱硫脱硝数学模型,从而实现对喷淋塔内污染物浓度分布的计算。对某300 MW机组WFGD吸收塔内不同设计和运行条件下脱硫脱硝效率的变化进行了数值计算。脱硫效率的计算结果与实测结果两者吻合较好。基于数值模拟结果对喷淋塔内污染物协同脱除性能优化提供了建议。依据数值模拟结果,提出了基于WFGD系统的脱硫脱硝除汞一体化的应用方案,并对该方案的经济性进行了比较。石灰石/石膏WFGD工艺因其优点已成为最广泛采用的工艺。该技术主要以国外引进技术为主,因国内外机组运行模式差异导致运行过程出现了故障与停运问题,研究与开发具有自主知识产权的脱硫技术势在必行。物料平衡计算是WFGD技术设计优化的基础与关键。基于物料衡算基本理论,结合系统设计流程,对WFGD系统的能量平衡、水平衡、固平衡、气平衡、氯平衡、镁平衡等进行了详尽分析,形成了系统物料平衡计算软件。采用该计算软件对具体工程项目进行了计算,并与实际工程设计运行结果进行比较。结果表明该软件可应用于实际工程的物料平衡计算。

韩香玉[9]2006年在《石灰石/石灰—石膏湿法脱硫塔的设计研究》文中提出石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫是火电厂二氧化硫减排最有效、最成熟的方法。论文研究了石灰石/石灰-石膏湿法脱硫塔的选型问题。首先给出了四种典型的湿法脱硫塔的传质模型,并进行了传质机理的分析;然后对四种塔的设计进行了初步探讨,给出了主要设计参数的经验公式;接着采用模糊数学方法对四种塔型进行了技术比较;最后主要从电耗、吸收剂消耗量和水耗叁方面,对四种典型脱硫塔工艺的运行费用进行了经济比较,提供了脱硫塔的选型方案。

朗林茂[10]2016年在《实验室碱式硫酸铝烟气脱硫过程数值模拟研究》文中研究指明控制煤炭燃烧二氧化硫排放是我国长期面临的环境问题之一,研究开发可回收煤炭硫资源的脱硫技术是大气污染控制研究领域的重要课题之一。碱式硫酸铝解吸脱硫法是具有SO_2排放控制与煤炭硫份资源化双重价值的脱硫技术,研究碱式硫酸铝脱硫过程的化学机理以及气液相的传质机理,为碱式硫酸铝脱硫技术的改进以及应用,提供理论依据和参考数据。课题实验研究了在碱式硫酸铝脱硫过程中改变吸收液浓度变化对不同浓度反应气体的吸收效率的影响规律,以及在定浓度的吸收条件下,改变不同的气孔通气速度,通过检测吸收器中不同高分布点上吸收液浓度,分析在吸收器内反应气体的分布规律,以及气孔通气速率对吸收效率的影响。数据显示:SO_2浓度变化对吸收效果影响较大,吸收率稳定在95%左右;SO_2浓度固定时,吸收液浓度由6.25%~100%升高时,吸收率明显升高,最高达到98.4%,同时测得在所有通气结束后吸收器底端溶液浓度都高于中部以及上部浓度;实验在吸收液浓度10%,反应气体浓度5%的条件下,改变气孔通气速率进行,实验结果显示,随着通气速率的变大吸收效率先变大后变小。课题使用数值模拟对鼓泡式碱式硫酸铝脱硫过程中的气液两相速度场、压力场、物质浓度场和化学反应过程进行了模拟,通过模拟得到的不同的流场分布,并分析在实验过程中的脱硫反应的传质机理与吸收化学反应的分布区域。模拟结果表明:在实验室单孔鼓泡式脱硫塔的吸收过程中,吸收反应主要集中在吸收塔的中上部,在塔高叁分之一高度处,由于切应力的作用气泡发生横向扩散运动,从而加大了气液相的接触面积,促进了气液相的交换反应,为实验提供了依据;通气速率对气泡的大小有直接的影响,而气泡的大小又影响到了化学过程的进行。由实验结果与模拟数据对比分析可知:在吸收过程中气孔通气速率决定了脱硫反应的单位时间有效接触面积、气相在液相内的气泡大小以及气相扩散区域的大小,浓度决定了吸收过程中气液相接触的有效反应分子数量。

参考文献:

[1]. 鼓泡式脱硫反应过程试验研究及数值模拟[D]. 薛景杰. 重庆大学. 2003

[2]. 烟气脱硫吸收塔反应过程的数值模拟及试验研究[J]. 展锦程, 冉景煜, 孙图星. 动力工程. 2008

[3]. 基于脉冲鼓泡和气动搅拌的烟气脱硫工艺及装置研究[D]. 吴婷. 湖南大学. 2015

[4]. 大型石灰石—石膏湿法喷淋脱硫技术研究及工程应用[D]. 林永明. 浙江大学. 2006

[5]. 新型伞形罩洗涤器的实验和数值模拟研究[D]. 李珊红. 湖南大学. 2008

[6]. 射流式脱硫反应器的实验研究及数值模拟[D]. 张凯. 哈尔滨工业大学. 2007

[7]. 环栅泡沫喷淋氨法脱硫流动传质模拟研究[D]. 张纯. 中南大学. 2014

[8]. 基于WFGD系统的硫、氮、汞污染物协同脱除的理论与实验研究[D]. 钟毅. 浙江大学. 2008

[9]. 石灰石/石灰—石膏湿法脱硫塔的设计研究[D]. 韩香玉. 华北电力大学(北京). 2006

[10]. 实验室碱式硫酸铝烟气脱硫过程数值模拟研究[D]. 朗林茂. 内蒙古工业大学. 2016

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鼓泡式脱硫反应过程试验研究及数值模拟
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