【摘要】：天然氣作為清潔能源,在全國能源各領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用。天然氣的主要成分是甲烷,在鍋爐中完全燃燒后會產(chǎn)生含濕量非常高的煙氣。如何合理回收煙氣中水蒸氣的潛熱值,成為提高天然氣鍋爐熱效率的關(guān)鍵。本文應(yīng)用溶液除濕技術(shù)、以氯化鋰水溶液作為吸濕性溶液吸收天然氣鍋爐煙氣中的水蒸氣,回收其潛熱值并加以綜合利用,同時對天然氣鍋爐的溶液循環(huán)熱回收系統(tǒng)方案進行設(shè)計分析,并采用數(shù)值模擬的方法研究溶液與煙氣在填料塔內(nèi)熱質(zhì)交換的過程及不同工況下的變化規(guī)律。論文的主要內(nèi)容如下:1、首先介紹了天然氣鍋爐熱回收的研究現(xiàn)狀及溶液除濕技術(shù)的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀,對溶液循環(huán)熱回收系統(tǒng)在天然氣鍋爐余熱回收應(yīng)用進行了可行性分析。2、根據(jù)天然氣鍋爐的特點,將溶液循環(huán)熱回收分成三個子系統(tǒng)進行原理分析;通過對溶液循環(huán)工質(zhì)的選擇和填料層的篩選建立了逆流式絕熱除濕系統(tǒng)的物理數(shù)學(xué)模型。3、分析了填料塔內(nèi)傳熱傳質(zhì)系數(shù)、有效浸潤面積、溶液表面蒸汽壓等關(guān)鍵參數(shù)對溶液與煙氣熱質(zhì)交換過程的影響,確定了在具體數(shù)值模型中的參數(shù)取值�；趍atlab數(shù)值模型,對不同影響參數(shù)與入口參數(shù)的工況進行傳熱傳質(zhì)過程模擬,結(jié)果表明:在逆流式填料塔中,氣液比和填料層高度是傳熱傳質(zhì)過程的主要影響參數(shù),小幅度的進口煙氣溫度變化對傳熱傳質(zhì)過程的影響較小。4、通過對陜北天然氣燃燒特性的分析,計算出在過量空氣系數(shù)為1.1時,定流量鍋爐煙氣可回收的顯熱與潛熱量。利用數(shù)值模擬結(jié)果,研究了應(yīng)用溶液循環(huán)熱回收后天然氣鍋爐的熱效率增值和熱量利用效率,并對其經(jīng)濟環(huán)保效益進行了簡要分析。
[Abstract]:As a clean energy, natural gas has been widely used in various fields of energy in China. The main component of natural gas is methane, which produces very high moisture content flue gas after combustion in the boiler. How to reasonably recover the latent heat value of water vapor in flue gas is the key to improve the thermal efficiency of natural gas boiler. In this paper, the solution dehumidification technique is used to absorb water vapor from the flue gas of natural gas boiler with lithium chloride aqueous solution as the hygroscopicity solution, and its latent heat value is recovered and comprehensively utilized. At the same time, the scheme of solution circulation heat recovery system of natural gas boiler is designed and analyzed, and the process of heat and mass exchange between solution and flue gas in the packed tower and the variation law under different working conditions are studied by numerical simulation method. The main contents of this paper are as follows: firstly, the research status of heat recovery of natural gas boiler and the background and development of solution dehumidification technology are introduced. The feasibility analysis of waste heat recovery of natural gas boiler by solution recycle heat recovery system is carried out. According to the characteristics of natural gas boiler, the solution circulating heat recovery system is divided into three subsystems to carry on the principle analysis. The physical mathematical model of countercurrent adiabatic desiccant system is established by selecting the solution circulating working medium and the packing layer. The heat and mass transfer coefficient and the effective soakage area in the packed column are analyzed. The influence of the key parameters such as the surface vapor pressure on the heat and mass exchange process between the solution and the flue gas has been determined, and the values of the parameters in the specific numerical model have been determined. Based on the matlab numerical model, the heat and mass transfer process of different parameters and inlet parameters are simulated. The results show that the gas-liquid ratio and the height of the packing layer are the main parameters of the heat and mass transfer process in the countercurrent packed tower. The change of inlet flue gas temperature has little effect on heat and mass transfer process. By analyzing the combustion characteristics of natural gas in Northern Shaanxi, the recoverable sensible heat and latent heat of flue gas with constant flow rate are calculated when the excess air coefficient is 1.1. Based on the numerical simulation results, the thermal efficiency increment and heat utilization efficiency of natural gas boiler with solution circulation heat recovery are studied, and its economic and environmental protection benefits are analyzed briefly.
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X706

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本文編號：2150442