燃煤電廠煙氣濕法脫硫系統(tǒng)數(shù)值模擬與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、濕法煙氣脫硫(WFGD)技術(shù)是目前世界上技術(shù)最為成熟、使用最為廣泛的脫硫工藝之一。在整個濕法脫硫系統(tǒng)中,噴淋塔是濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的核心設(shè)備,脫硫反應(yīng)主要在塔內(nèi)進行。本論文主要由三部分內(nèi)容組成。首先根據(jù)省部共建項目對系統(tǒng)基本參數(shù)的要求設(shè)計建造了濕法煙氣脫硫系統(tǒng)。其次通過對噴淋塔的數(shù)值試驗,得出了液體分布環(huán)布置方式和結(jié)構(gòu)對噴淋塔內(nèi)煙氣流場的影響規(guī)律,對脫硫系統(tǒng)中的核心設(shè)備噴淋塔進行了優(yōu)化設(shè)計,考察了經(jīng)過優(yōu)化后的噴淋塔內(nèi)煙氣流場。論文最后部分

2、介紹了所建造脫硫系統(tǒng),為下一步試驗研究工作做好了準備。 本論文對濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的子系統(tǒng)如模擬煙氣系統(tǒng)、二氧化硫(SO2)吸收系統(tǒng)、氧化系統(tǒng)等做了詳細的設(shè)計計算。在這些系統(tǒng)中,由于SO2吸收直接關(guān)系到脫硫效率高低的問題,因此SO2吸收系統(tǒng)是具有重要意義的一個。在脫硫系統(tǒng)中影響脫硫效率的因素眾多,其中塔內(nèi)復(fù)雜的煙氣流場是影響脫硫效率的關(guān)鍵因素之一。如何均布煙氣流場以便使氣液接觸充分、良好是在噴淋塔設(shè)計中需要考慮的一個重要因素。本

3、論文首先設(shè)計了一套簡易濕法脫硫系統(tǒng),并在設(shè)計中創(chuàng)造性地提出液體分布環(huán)(LDR)概念。通過在塔內(nèi)適當位置設(shè)置液體分布環(huán)(LDR)以便使塔內(nèi)氣流分布均勻及保護塔壁,效果較為明顯。 鑒于直接測量噴淋塔內(nèi)煙氣流場的困難,塔內(nèi)煙氣情況僅僅依靠試驗難以揭示,因此數(shù)值模擬在研究噴淋塔內(nèi)煙氣流場方面起著重要的作用。本文應(yīng)用FLUENT軟件,采用前處理軟件GAMBIT進行計算區(qū)域網(wǎng)格劃分；采用SIMPLE算法、顯示差分格式進行計算：以紊流κ-ε雙

4、方程模型及顆粒軌道模型為理論基礎(chǔ)對噴淋塔內(nèi)流場進行了模擬。本文重點研究了液體分布環(huán)對塔內(nèi)煙氣流場的影響,從而為實際應(yīng)用提供指導(dǎo)。由于脫硫系統(tǒng)實際運行時存在著煙氣與液滴的傳熱傳質(zhì)、液滴的破碎,并且發(fā)生脫硫反應(yīng),對實際的噴淋塔內(nèi)部情況進行綜合數(shù)值模擬存在很大困難。為對分布環(huán)的重要作用進行詳細研究,本文對噴淋塔做了相應(yīng)簡化。論文首先對噴淋塔內(nèi)液體分布環(huán)的布置方式及液體分布環(huán)的結(jié)構(gòu)形式進行了模擬,得出了它們對噴淋塔內(nèi)煙氣流場的影響規(guī)律,優(yōu)化了噴

5、淋塔的結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上對有環(huán)后的噴淋塔進行了數(shù)值模擬。通過模擬結(jié)果分析可知：無液滴噴淋時,塔內(nèi)有無布置液體分布環(huán),塔內(nèi)煙氣流場極為不同。布置分布環(huán)后,塔內(nèi)煙氣流場均勻,這對提高脫硫效率甚為有利。在液滴噴淋時,雖然液滴的存在會對煙氣流場有一定作用,但其均勻煙氣速度場的效果仍然與布置液體分布環(huán)的效果相差較多。 本文最后部分是脫硫系統(tǒng)建造內(nèi)容。通過對工程學(xué)院濕法脫硫系統(tǒng)建造的介紹,了解了目前脫硫系統(tǒng)的全貌。在試驗系統(tǒng)建造完成后,下一步