燃煤鍋爐灰水噴霧脫硫特性的數(shù)值研究.pdf

1、環(huán)境污染己嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。燃煤排放的S02是主要大氣污染物之一，而沖灰水是燃煤鍋爐廢水排放的主要來源，利用燃煤鍋爐灰水進行煙氣脫硫具有以廢治廢，節(jié)約能耗，降低運行成本的特點。 本文主要對煙道內(nèi)霧化的燃煤鍋爐灰水滴脫除煙道氣中S02進行數(shù)值計算，重點考察了燃煤煙氣與霧滴兩相流動模型及煙氣與霧滴之間的傳熱傳質(zhì)規(guī)律。 首先，探討煙氣與霧滴氣液兩相流動模型，涉及到煙氣連續(xù)相和霧滴離散相的兩相流動，文中分別以標(biāo)準(zhǔn)κ

2、-ε湍流模型和隨機軌道模型作為數(shù)值計算模型的依據(jù)。 其次，分別對霧化液滴蒸發(fā)模型和SO<,2>吸收模型進行了分析。推導(dǎo)了霧化液滴在煙氣中蒸發(fā)的傳質(zhì)方程及SO<,2>在堿性溶液中的化學(xué)吸收反應(yīng)總傳質(zhì)速率方程。 然后，利用標(biāo)準(zhǔn)尼κ-ε湍流模型和隨機軌道模型理論，對燃煤鍋爐灰水噴霧反應(yīng)段內(nèi)的傳熱傳質(zhì)規(guī)律建立了數(shù)學(xué)模型，采用最新版本的商用Fluent軟件進行模擬計算，得到了燃煤灰水的噴霧特性(包括霧滴初始粒徑、霧滴初始速度)和液

3、氣比等，對煙道出口平均溫度和速度的影響規(guī)律以及霧滴的運動軌跡?；趪婌F反應(yīng)段霧化液滴和煙氣間的傳熱傳質(zhì)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)了霧滴初始粒徑、霧滴初始速度、8O<,2>入口濃度、入口煙氣溫度、噴霧反應(yīng)段長度、液氣比、Ca/S摩爾比、等各項參數(shù)的控制微分方程，采用變步長四、五階Runge-Kutta-Felhberg求解。研究了霧滴初始粒徑、霧滴初始速度、SO<,2>入口濃度、入口煙氣溫度、噴霧反應(yīng)段長度、液氣比、燃煤鍋爐灰水中Ca/S摩爾比

4、、Ca(OH)<,2>顆粒平均粒徑dp等參數(shù)，對燃煤灰水煙氣脫硫效率的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：霧滴初始粒徑、SO<,2>入口濃度、噴霧反應(yīng)段長度、液氣比、Ca/S摩爾比、Ca(OH)<,2>顆粒平均粒徑dp是影響SO<,2>吸收效率的主要參數(shù)。最后，本文以燃煤灰水噴霧脫硫?qū)嶒灪褪乙簢婌F脫硫?qū)嶒瀼臒煔馊肟跐舛群虲a/S進行實驗驗證，驗證了計算結(jié)果的可靠性。并對燃煤灰水噴霧脫硫特性的技術(shù)經(jīng)濟性作了評價。工程應(yīng)用實踐證明，燃煤灰水噴霧脫硫技