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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(jìn)行煙氣脫硫具有以廢治廢，節(jié)約能耗，降低運(yùn)行成本的特點(diǎn)。 本文主要對(duì)煙道內(nèi)霧化的燃煤鍋爐灰水滴脫除煙道氣中S02進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，重點(diǎn)考察了燃煤煙氣與霧滴兩相流動(dòng)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(dòng)模型，涉及到煙氣連續(xù)相和霧滴離散相的兩相流動(dòng)，文中分別以標(biāo)準(zhǔn)κ

2、-ε湍流模型和隨機(jī)軌道模型作為數(shù)值計(jì)算模型的依據(jù)。 其次，分別對(duì)霧化液滴蒸發(fā)模型和SO<,2>吸收模型進(jìn)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(jī)軌道模型理論，對(duì)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(jìn)行模擬計(jì)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(duì)煙道出口平均溫度和速度的影響規(guī)律以及霧滴的運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)度、液氣比、Ca/S摩爾比、等各項(xiàng)參數(shù)的控制微分方程，采用變步長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)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?yàn)和石灰液噴霧脫硫?qū)嶒?yàn)從煙氣入口濃度和Ca/S進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的可靠性。并對(duì)燃煤灰水噴霧脫硫特性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性作了評(píng)價(jià)。工程應(yīng)用實(shí)踐證明，燃煤灰水噴霧脫硫技