噴霧干燥脫硫塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)與傳熱傳質(zhì)動(dòng)態(tài)特性.pdf

1、噴霧干燥法煙氣脫硫技術(shù)具有占地面積小、無(wú)二次污染、無(wú)腐蝕及又有脫硫效率較高等優(yōu)點(diǎn)而得到較為廣泛的應(yīng)用,但作為其技術(shù)支撐的噴霧干燥凈化機(jī)理的研究卻顯得相對(duì)落后。噴霧干燥過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，雖然有很多這方面的研究，由于其機(jī)理的很多方面還未被很好的認(rèn)識(shí)和理解，這阻礙了該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，所以進(jìn)一步進(jìn)行噴霧干燥塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)與傳熱傳質(zhì)動(dòng)態(tài)特性的研究是非常必要的。
　　于此，本文在深入分析噴霧干燥法煙

2、氣脫硫技術(shù)的研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)了煙氣流量為580Nm3/h的噴霧干燥凈化裝置，同時(shí)，建立了不同于傳統(tǒng)噴霧模式的逆向噴霧物理模型，并對(duì)氣相采用RNG/k e-湍流模型，噴射的漿液相用顆粒軌道模型，應(yīng)用Euler-Lagrange方法數(shù)值研究了SDA（Spary Drying Absorber）內(nèi)部氣液兩相流動(dòng)規(guī)律，并重點(diǎn)考察了不同噴射位置、不同噴射壓力和不同煙氣進(jìn)口流速下脫硫塔煙氣流動(dòng)特性與霧化漿滴運(yùn)動(dòng)特性、蒸發(fā)特性，以及霧化漿滴與

3、高溫?zé)煔忾g的傳熱傳質(zhì)動(dòng)態(tài)特性的變化規(guī)律，得出如下有意義的結(jié)果：
　?、俜治鰺o(wú)噴射漿液時(shí)加均流板前后氣相流場(chǎng)特性發(fā)現(xiàn)未加均流板容易造成貼壁，其流場(chǎng)存在顯著的不對(duì)稱(chēng)性，進(jìn)氣口對(duì)面一側(cè)的流速大于進(jìn)氣口側(cè)的流速，并且在進(jìn)氣口一側(cè)存在較大的回流。加均流板后流場(chǎng)得到明顯改善，基本呈對(duì)稱(chēng)性，流動(dòng)更加均勻。
　　②對(duì)加均流板的SDA逆向噴射，與無(wú)噴射氣相場(chǎng)相比，由于初始漿滴速度與氣相間的速度差較大，漿滴對(duì)塔內(nèi)煙氣流場(chǎng)有明顯擾動(dòng)作用。

4、　?、蹏娚涓叨仁怯绊?SDA內(nèi)流動(dòng)特性的重要因素，噴射過(guò)高或過(guò)低都會(huì)造成整個(gè)塔體內(nèi)流場(chǎng)分布不均、擾動(dòng)不足以及蒸發(fā)速率過(guò)快。煙氣進(jìn)口流速是影響SDA內(nèi)流場(chǎng)流動(dòng)特性的主要因素，流速過(guò)快會(huì)造成煙氣與漿液接觸時(shí)間不充分，過(guò)低會(huì)增加運(yùn)行成本。當(dāng)漿液噴射壓力過(guò)大時(shí)，漿液沖到均流板上部；過(guò)小時(shí)噴射的射程不夠充分，與煙氣接觸的時(shí)間短，這些都會(huì)影響脫硫效率。
　?、苎芯拷Y(jié)果表明，運(yùn)行的最佳參數(shù)是漿液噴射高度為2m、噴射壓力為6MPa、煙氣進(jìn)口流速為

5、4m/s，此種搭配模式對(duì)于增強(qiáng)傳熱傳質(zhì)和提高脫硫效率方面有較好的結(jié)果。
　?、菰?SDA最佳運(yùn)行參數(shù)下，分析了不同粒徑的顆粒其運(yùn)動(dòng)位移與速度變化特性，結(jié)果表明粒徑太大由于沖量大，噴射的行程長(zhǎng)，與熱煙氣接觸時(shí)間長(zhǎng)，且容易噴射到均流板上面去，粒徑太小，蒸發(fā)太快。故合適的霧化漿滴的粒徑對(duì)提高傳熱和脫硫效率有重要意義。
　?、抻蓜?dòng)態(tài)模型計(jì)算三種不同粒徑時(shí)的漿滴溫度、煙氣溫度、SO2濃度、漿滴中水分質(zhì)量以及漿滴中固體質(zhì)量隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變

6、化情況，研究發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)間的增加，SO2的體積濃度逐漸減小，吸收效率是逐漸增加的，并且隨著粒徑增大，漿滴的存在時(shí)間延長(zhǎng)，煙氣進(jìn)出口溫差越大。
　?、呖疾炝綖?0μm的單顆粒漿滴，首次將數(shù)值計(jì)算與動(dòng)態(tài)特性模擬結(jié)合起來(lái)，利用煙氣溫度沿著運(yùn)動(dòng)軌跡的變化作為運(yùn)行參數(shù)，研究了吸收劑吸收 SO2的動(dòng)態(tài)變化特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙氣溫度增加，吸收效率也隨著增加，在煙氣出口處吸收效率可達(dá)84％。
　　本文的研究為以后應(yīng)用于中小型噴霧干燥技術(shù)工程領(lǐng)域