【摘要】：燃煤電廠中脫硫系統(tǒng)是電廠水耗的重要組成部分之一。近年來為滿足超低排放要求,增大液氣比、增加噴淋層成為電廠滿足SO_2排放達(dá)標(biāo)的主要措施。脫硫前100℃左右的煙氣經(jīng)過多層噴淋降溫增濕,大量的水蒸氣進(jìn)入煙氣,煙氣含濕量達(dá)到100g/kg干煙氣左右,同時(shí)大量熱量以潛熱方式隨煙氣排出。隨著節(jié)水降耗工作深入,煙氣除濕技術(shù)受到廣泛關(guān)注。溶液除濕技術(shù)除濕性能高,是煙氣除濕主流工藝之一,其系統(tǒng)組成主要包括吸收器和再生器。其中除濕溶液高效再生成為制約煙氣除濕發(fā)展的關(guān)鍵問題。除濕溶液再生主要分為常壓再生和低壓再生。閃蒸作為低壓再生工藝,是當(dāng)溶液所處壓力突然降低至飽和壓力以下時(shí),溶液由于過熱而快速蒸發(fā)的現(xiàn)象,具有蒸發(fā)速率快、能耗小、冷卻能力強(qiáng)等優(yōu)勢,在溶液再生領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。同時(shí)針對(duì)燃煤電廠可用面積較小、溶液再生量較大等特點(diǎn),本文選擇低壓再生的溶液閃蒸方式為研究對(duì)象,研究了各個(gè)因素對(duì)除濕溶液閃蒸的影響。本文首先通過數(shù)值模擬的方法,初步研究了 CaCl_2液滴閃蒸過程的特點(diǎn)。建立了液滴閃蒸過程的能量和質(zhì)量控制方程,分別利用Simulink和Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值求解,探究了液滴在閃蒸過程中的熱質(zhì)變化過程,研究了溶液溫度、質(zhì)量濃度、液滴直徑和閃蒸壓力對(duì)閃蒸再生性能的影響。計(jì)算表明:基于閃蒸的CaCl_2溶液再生工藝可行,閃蒸后溶液可以恢復(fù)到吸濕前狀態(tài)。提高液滴溫度、降低液滴質(zhì)量濃度和閃蒸壓力,可以有效的提高閃蒸的蒸發(fā)率。而且溶液初始濃度越低、壓力越低,液滴最終的溫度也會(huì)越低,越有利于提高溶液在吸收塔的吸收效率。模擬結(jié)果為后續(xù)的試驗(yàn)研究提供了參考。其次,搭建了絕熱型CaCl_2溶液噴霧閃蒸再生的試驗(yàn)臺(tái),試驗(yàn)研究了 CaCl_2溶液物性和閃蒸壓力對(duì)閃蒸再生特性的影響,并引入無量綱Jakob數(shù)、過熱度ΔT和特征數(shù)壓差P*對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,CaCl_2溶液噴霧閃蒸方法可以滿足除濕溶液高效再生的需求;試驗(yàn)結(jié)果中各因素的影響與模擬的結(jié)果趨勢一致;溶液溫度和閃蒸壓力通過影響過熱度而影響蒸發(fā)率,溶液濃度和溶液溫度通過影響溶液表面蒸汽壓而影響蒸發(fā)率,凡是能增大過熱度和表面蒸汽壓的舉措均可以促進(jìn)溶液閃蒸;閃蒸壓力降低雖然可以增大蒸發(fā)率但蒸汽溫度較低不利于冷凝回收,本文認(rèn)為1OkPa的蒸發(fā)壓力可以滿足除濕系統(tǒng)的物料平衡,出口 50℃左右的蒸汽和溶液溫度也較為合適。數(shù)據(jù)無量綱分析得到了閃蒸率的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式為η==e7.823a-Ja-1.254P*1.079L1.524ΔT0.455,上述結(jié)果為進(jìn)一步的中試研究和應(yīng)用提供了參考。
【圖文】：

溫高濕地區(qū)不易再生的客觀因素，基于現(xiàn)有的真空閃蒸理論，，提出了一種將除逡逑濕后的稀溶液噴入低壓環(huán)境下閃蒸再生的新方法。閃蒸是液體周圍環(huán)境壓力驟逡逑降時(shí)的快速氣化現(xiàn)象，如圖１－２所示，除濕溶液從狀態(tài)點(diǎn)Ａ點(diǎn)迅速降壓到Ｂ點(diǎn)。逡逑此時(shí)液體迅速降壓到其飽和壓力以下，溶液處于過熱狀態(tài)，液體快速蒸發(fā)降溫，逡逑該現(xiàn)象稱為閃蒸。閃蒸現(xiàn)象具有蒸發(fā)速率較快，蒸汽產(chǎn)量高，溫降明顯，能耗逡逑低，分離效果好等巨大優(yōu)勢，近年來被廣泛運(yùn)用于海水淡化，制冰，食品干燥逡逑等生產(chǎn)，生活的眾多領(lǐng)域。逡逑Ｉ個(gè)Ｉ逡逑臨，力邐／逡逑＾＾＾邐＞逡逑臨界孟哽逡逑圖１－２物質(zhì)的三相圖逡逑為補(bǔ)充多元鹽溶液閃蒸再生在空調(diào)研宄領(lǐng)域的空白［１６１，高文忠等人開展了逡逑多元鹽溶液閃蒸再生機(jī)理的研宄工作。他們先是綜述了多元鹽溶液閃蒸再生的逡逑情況，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了邋ＣａＣＩ２液滴晸和ＬｉＣｌ液滴１１８］閃蒸再生實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)逡逑果表明：真空壓力是影響閃蒸過程的重要因素之一

能低與空氣水分壓力以便于空氣中的水分向溶液中遷移；再生過程中，除濕溶逡逑液的表面蒸汽壓應(yīng)盡可能的較高以便溶液中的水分蒸發(fā)。趙云［４５］整理了三種溶逡逑液的蒸汽壓與溶液物性、等效相對(duì)濕度的關(guān)系，如圖２－１所示。圖中對(duì)比可以逡逑１２逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X773

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3 李統(tǒng)生;;解吸塔的操作與閃蒸[J];化肥工業(yè);1984年04期

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5 郭迎利;鄧煒;嚴(yán)俊杰;王桂芳;;初始條件對(duì)瞬態(tài)閃蒸過程的影響[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2008年08期

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本文編號(hào)：2613864