發(fā)布時(shí)間：2020-03-23 09:43

【摘要】：濕法煙氣脫硫(Wet Flue Gas Desulfurization,WFGD)是燃煤電廠中應(yīng)用最廣泛的脫硫控制技術(shù),其中,脫硫塔是WFGD系統(tǒng)中的核心設(shè)備,塔內(nèi)氣液兩相的流動(dòng)狀態(tài)直接影響塔內(nèi)的脫硫效率、除霧效率、壓力損失及氣液傳質(zhì)等參數(shù)。然而,傳統(tǒng)脫硫塔在實(shí)際運(yùn)行中常存在內(nèi)部煙氣流場(chǎng)分布不均勻、運(yùn)行成本高、塔內(nèi)除霧器除霧效率低、漿液利用率低以及漿液夾帶導(dǎo)致的“石膏雨”污染等問題,因此,為了達(dá)到燃煤電廠超低排放的要求,提高WFGD系統(tǒng)脫硫塔性能,本文針對(duì)上述脫硫塔內(nèi)存在的諸多問題開展了以下幾個(gè)方面的研究。首先,采用CFD技術(shù)對(duì)裝有3種不同孔隙率α與不同湍流單元直徑D的湍流器的脫硫塔內(nèi)的熱態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了速度、溫度、壓力分布以及漿液駐留時(shí)間隨孔隙率和湍流單元直徑的變化規(guī)律,揭示了湍流器的作用機(jī)理。結(jié)果表明,安裝湍流器可明顯改善脫硫塔內(nèi)煙氣流場(chǎng)的均勻性,使橫截面的速度標(biāo)準(zhǔn)方差減小到1.0以下,并有效延長(zhǎng)漿液駐留時(shí)間,提高吸收區(qū)的氣液接觸幾率及漿液利用率;在綜合考慮流場(chǎng)分布、氣液摻混程度與能量損失的情況下,安裝孔隙率為50%、湍流單元直徑為1.2m的湍流器效果最佳。其次,對(duì)脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了優(yōu)化,探究了結(jié)構(gòu)參數(shù)(脫硫塔入口煙道布置方式、塔體徑-高比β)和運(yùn)行參數(shù)(噴淋錐角θ和煙氣余熱回收利用)兩方面的因素對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)的影響。其中,針對(duì)入口煙道布置,本文首次提出了一種切圓式多入口煙道布置方式。研究結(jié)果表明:當(dāng)采用120°切圓入口且切圓半徑R=3.5m的煙道布置時(shí),塔內(nèi)流場(chǎng)均勻性有了顯著改善,使塔內(nèi)煙氣速度分布大多集中在3.5～5.6m/s的最佳范圍內(nèi);塔內(nèi)漿液駐留時(shí)間由原塔的1.36s提升至2.77s;煙氣入口及塔內(nèi)溫度分布更趨于均勻;綜合考慮能量損失和氣液兩相間的傳質(zhì)效果,脫硫塔徑-高比β=13:24時(shí)效果最佳;當(dāng)噴淋錐角θ為135°時(shí),漿液駐留時(shí)間達(dá)到峰值,綜合考慮降低塔內(nèi)壓力損失和延長(zhǎng)漿液駐留時(shí)間,噴淋錐角θ選擇120°時(shí)效果最佳;煙氣余熱回收利用后,可有效提高塔內(nèi)溫度分布的均勻性。最后,為考察脫硫塔內(nèi)除霧器的除霧特性和提高其除霧性能,對(duì)除霧器二維單流道內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,選出了適用于模擬除霧器內(nèi)部流動(dòng)的湍流模型;對(duì)比分析了定常與非定常流動(dòng)數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值間的差異;對(duì)帶雙集液槽的折流板除霧器和帶倒鉤的弧形板除霧器進(jìn)行了性能對(duì)比研究,基于研究結(jié)果,設(shè)計(jì)出了 5種除霧器結(jié)構(gòu)對(duì)比方案,綜合考慮除霧效率及壓力損失,最終選出了一種新型雙集液槽三通道折形板除霧器,研究結(jié)果表明,該除霧器與其他4種方案相比其除霧性能具有顯著提高。
【圖文】：

濕法煙氣脫硫中的石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)又是工藝最成熟、應(yīng)用最廣的逡逑濕法煙氣脫硫系統(tǒng)（Ｗｅｔ邋Ｆｌｕｅ邋Ｇａｓ邋Ｄｅｓｕ丨ｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，，邋ＷＦＧＤ），它具有脫硫效率高、逡逑脫硫副產(chǎn)物石膏可以回收等優(yōu)點(diǎn)。石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)如圖１－１所示。逡逑煙氣處理邐ｉ逡逑和ｓ0２吸收邐｜逡逑邐邐Ｌ＿＿逡逑ｎ邐批》邐＝＝＝ｔ？邐１邋—．．．．．逡逑回汝；＾邐ｉ一ｙ邐空氣－Ｉ邋Ｉ，邐逡逑＿邋妨溟邐」邐石邋ｊ石逡逑ｉ邋ｆ＾邐－Ｉ逡逑ｄ邐Ｉ邋ｉ邐＋邐Ｌ－ｒ－ｖ邐系邋ｓ逡逑？＝ｌ）逡逑反應(yīng)劑制備逡逑圖１－１石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ－ｇｙｐｓｕｍ邋ｗｅｔ邋ｆｌｕｅ邋ｇａｓ邋ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２逡逑

利用參考文獻(xiàn)［２２］和［２７］中脫硫塔現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，將原塔模擬得出的結(jié)果與逡逑脫硫塔實(shí)際運(yùn)行工況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，來驗(yàn)證模擬準(zhǔn)確性。實(shí)際測(cè)量值與模逡逑擬結(jié)果對(duì)比如表３－３和圖３－２所示。根據(jù)二者結(jié)果的高度一致性可證明采用數(shù)值逡逑模擬方法研宄脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)特性是準(zhǔn)確可靠的。逡逑表３－３脫硫塔模擬結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行測(cè)量值對(duì)比逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－３邋Ｔｈｅ邋ａｃｔｕａｌ邋ｍｅａｓｕｒｅｄ邋ａｎｄ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｔｏｗｅｒ逡逑運(yùn)行參數(shù)邐模擬值邐現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量值邐對(duì)比誤差／％￣￣逡逑煙氣出邋口溫度／（Ｋ）邐３１８．４７邐３２５．７５邐２．２３逡逑９００邋邐邋丨丨邐—邐逡逑７５0邋邋邐｜－Ａ－邋ｍｍ＼邐邐逡逑Ｉ邋模擬值逡逑１邋４５０邋邐邐邐逡逑田邋３００邋邐邐—邐逡逑１５０邋邐邐邐逡逑０邋Ｉ邋＾邐＾邐邐邐邐邋邐邐逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０逡逑煙氣量／邋（ｌ0４邋ｍ３／ｈ）逡逑圖３－２煙氣量與脫硫塔總壓降關(guān)系逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｔｈｅ邋ｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｏｔａｌ邋ｇａｓ邋ａｍｏｕｎｔ邋ａｎｄ邋ｔｏｔａｌ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｄｒｏｐ逡逑３．４不同孔隙率的湍流器對(duì)脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)及溫度場(chǎng)的影響逡逑固定湍流單元直徑不變
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X773

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱培培;付佳;徐智言;;船用脫硫塔結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估[J];船海工程;2019年01期

2 李正西;;脫硫溶劑“再生合一”的效益[J];煉油設(shè)計(jì);1982年06期

3 鄭德;朱樂群;王永林;;脫硫塔強(qiáng)化氣液相分布的改造分析[J];冶金動(dòng)力;2019年07期

4 王偉;宋靜;;脫硫塔增效的數(shù)值模擬研究[J];資源節(jié)約與環(huán)保;2019年11期

5 孫立亭;孫松山;戰(zhàn)強(qiáng);;完善脫硫系統(tǒng)指標(biāo)報(bào)警對(duì)工藝提高的重要作用[J];山東工業(yè)技術(shù);2018年15期

6 谷毅;趙佳順;董少英;;應(yīng)用清塔劑降低脫硫塔阻力的研究[J];燃料與化工;2018年06期

7 陳雨;;氣體脫硫塔的腐蝕與防護(hù)[J];化工管理;2016年05期

8 楊義剛;;大型脫硫塔制造、安裝過程控制[J];湖南農(nóng)機(jī);2014年04期

9 李國(guó)強(qiáng);;玻璃鋼動(dòng)力波脫硫塔的制作及應(yīng)用[J];銅業(yè)工程;2014年05期

10 李國(guó)誠(chéng);;船用脫硫塔塔內(nèi)流場(chǎng)分析[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月);2013年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張和平;曹輝;王曉東;;提高燒結(jié)3#脫硫塔系統(tǒng)運(yùn)行可靠度改造[A];2017年燒結(jié)煙氣脫硝及綜合治理技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2017年

2 夏懷鵬;趙冰;汪洋;;脫硫塔內(nèi)持液盤結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究[A];《工業(yè)建筑》2017年增刊III[C];2017年

3 溫榮耀;劉克儉;劉前;;鎂法脫硫塔顫振氣固耦合分析與優(yōu)化[A];第十四屆中國(guó)CAE工程分析技術(shù)年會(huì)論文集[C];2018年

4 高曉剛;;篩板脫硫塔協(xié)同除塵試驗(yàn)研究[A];2016年燃煤發(fā)電清潔燃燒與污染物綜合治理技術(shù)研討會(huì)、中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)環(huán)保技術(shù)與裝備專委會(huì)年會(huì)論文集[C];2016年

5 周密;馬紫陽;王利娟;李俊霞;馮兆緣;陳寧;;基于旋流反應(yīng)的船用脫硫塔的數(shù)值模擬[A];2018年數(shù)字化造船學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];2018年

6 劉豫龍;李延明;刁均山;孫安華;徐明海;;脫硫塔內(nèi)氣液流動(dòng)與傳質(zhì)平衡計(jì)算[A];全國(guó)第八屆電站鍋爐專業(yè)技術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2013年

7 汪洪濤;;翅片管束降膜式脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值模擬[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家——2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2006年

8 于航;劉城君;蘇玉棟;鄭子升;范昊;張文濤;;船舶廢氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析[A];2019中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集（第一卷）[C];2019年

9 袁曉東;汪鑫;許潔;;脫硫系統(tǒng)改造后阻力異常原因分析[A];《環(huán)境工程》2019年全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2019年

10 郄雪光;;影響焦?fàn)t煤氣的脫硫因素及改進(jìn)方法[A];2017年燒結(jié)煙氣脫硝及綜合治理技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 李曉巖;微型吸收器助力企業(yè)節(jié)能降耗[N];中國(guó)化工報(bào);2015年

2 通訊員 郭煜宏;廣東中遠(yuǎn)海運(yùn)重工打造業(yè)績(jī)新增長(zhǎng)極[N];中國(guó)水運(yùn)報(bào);2019年

3 李新林;脫硫工藝全面升級(jí)年可節(jié)約成本600多萬元[N];中國(guó)黃金報(bào);2017年

4 本報(bào)記者 程靖峰 通訊員 王麗 實(shí)習(xí)生 趙瑞;打造低碳環(huán)保的示范工程[N];陜西日?qǐng)?bào);2017年

5 本報(bào)記者 李軍;沙漠也不能污染[N];中國(guó)環(huán)境報(bào);2017年

6 劉新新;脫硫塔“上崗” 守護(hù)南京藍(lán)天[N];中國(guó)石化報(bào);2014年

7 董健;山西焦化新型脫硫法創(chuàng)效高[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

8 翟文;河北可耐特試制成功脫硫塔漿液FRP噴淋管[N];中國(guó)建材報(bào);2008年

9 記者 魏雙林;河北推出高性能FRP材料脫硫塔[N];中國(guó)冶金報(bào);2007年

10 魏雙林;河北瑞和玻纖復(fù)材脫硫塔高效環(huán)保[N];中國(guó)建材報(bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 劉全;鎂基船舶廢氣脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)及反應(yīng)過程研究[D];大連海事大學(xué);2017年

2 張立強(qiáng);煙氣循環(huán)流化床脫硫塔物料內(nèi)循環(huán)特性研究[D];山東大學(xué);2008年

3 王乃華;新型半干法煙氣脫硫的實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2002年

4 鄧佳佳;燃煤電廠煙氣脫硫吸收塔內(nèi)過程優(yōu)化及脫硫廢水的零排放處理[D];重慶大學(xué);2015年

5 李殿勛;火電廠燃煤鍋爐超低排放流場(chǎng)優(yōu)化分析及工藝研究[D];山東大學(xué);2016年

6 王虎;煙氣循環(huán)流化床脫硫塔內(nèi)氣液固混合特性研究[D];華北電力大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 秦方博;旋流霧化方形脫硫塔內(nèi)過程的數(shù)值模擬與優(yōu)化分析[D];華南理工大學(xué);2019年

2 周密;鎂法船用廢氣脫硫塔仿真優(yōu)化研究[D];江蘇科技大學(xué);2019年

3 陳朋;WFGD系統(tǒng)脫硫塔內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值模擬及除霧特性研究[D];山東科技大學(xué);2018年

4 金張良;船舶濕式Ⅰ型脫硫塔的實(shí)驗(yàn)研究及流場(chǎng)數(shù)值模擬[D];江蘇科技大學(xué);2019年

5 潘濤;基于梁和殼單元脫硫塔結(jié)構(gòu)的Mises應(yīng)力及模態(tài)分析與優(yōu)化[D];安徽理工大學(xué);2019年

6 師俊杰;SDA脫硫塔內(nèi)流動(dòng)與傳質(zhì)耦合特性及優(yōu)化[D];武漢科技大學(xué);2019年

7 宋冬;真空碳酸鉀脫硫制酸工藝的應(yīng)用與改進(jìn)[D];華北理工大學(xué);2018年

8 房慧德;旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫塔優(yōu)化模擬研究[D];華北電力大學(xué);2018年

9 陶正新;600MW鍋爐尾部煙道流場(chǎng)分析與優(yōu)化[D];東南大學(xué);2018年

10 李文;醫(yī)藥廢物的焚燒工藝選擇與脫硫塔工藝設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2596547