發(fā)布時間：2020-11-22 02:40

　　 在目前超凈排放的背景下,國家相關(guān)部門對燃煤電站煙氣污染物排放提出了更嚴(yán)格的要求,在SO_2脫除方面,傳統(tǒng)脫硫設(shè)備僅通過改造已逐漸難以同時滿足經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保的要求,亟須開發(fā)和研究更高效、經(jīng)濟(jì)的新型脫硫技術(shù)和設(shè)備。本文將較為成熟的傳統(tǒng)噴淋技術(shù)和鼓泡技術(shù)結(jié)合起來,提出了“噴淋散射”新型脫硫技術(shù)。該技術(shù)既克服了傳統(tǒng)噴淋塔和鼓泡塔通過改造進(jìn)一步提升脫硫效率經(jīng)濟(jì)性差的主要缺點,同時又保留了噴淋塔和鼓泡塔各自的技術(shù)優(yōu)勢,是一種技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性可行的新型脫硫技術(shù),具有較好的研究前景。搭建了噴淋散射塔實驗臺,采用控制變量法探究了液氣比、散射管浸液深度、漿液pH及CaCO_3質(zhì)量濃度等關(guān)鍵運行參數(shù)對噴淋散射塔脫硫效率的影響,結(jié)合某電站300MW機(jī)組改造的噴淋散射塔簡單分析了噴淋散射塔的能耗。結(jié)果表明:在相同工況下新型噴淋散射方式的脫硫效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)噴淋方式或鼓泡方式;隨液氣比、散射管浸液深度、漿液pH及CaCO_3質(zhì)量濃度的增加,脫硫效率均呈逐漸升高趨勢;對SO_2濃度則體現(xiàn)出比傳統(tǒng)脫硫方式更強(qiáng)的適應(yīng)性。若僅考慮運行成本,噴淋散射塔的能耗約為噴淋塔的1/2�；陧憫�(yīng)曲面法探究了新型噴淋散射塔多個關(guān)鍵運行參數(shù)與脫硫效率的關(guān)系,建立了脫硫塔性能預(yù)測模型,通過模型分析不僅考察了各因素對噴淋散射塔脫硫效率影響程度而且考察了兩兩因素的交互作用對脫硫效率的影響。結(jié)果表明:散射管浸液深度對噴淋散射塔的脫硫效率影響最大,其次是液氣比,而SO_2濃度和CaCO_3質(zhì)量濃度對脫硫效率的影響相對較小。同時,液氣比與散射管浸液深度以及散射管浸液深度與CaCO_3質(zhì)量濃度的交互作用均對噴淋散射塔的脫硫效率有重要影響。針對噴淋散射塔建立了氣液流動與脫硫反應(yīng)過程耦合的三維數(shù)學(xué)模型,以雙膜理論為基礎(chǔ)建立了基于增強(qiáng)因子的噴淋散射塔氣液相之間SO_2的簡化傳質(zhì)模型,并通過Fluent自定義函數(shù)使傳質(zhì)模型作為相間作用源項與三維氣液流動模型耦合。在一基本工況下將脫除反應(yīng)穩(wěn)定時實驗臺各測點的模擬結(jié)果與實驗值對比,發(fā)現(xiàn)各測點處SO_2濃度的模擬值較實驗值略大,脫硫效率的偏差為2.12%,數(shù)學(xué)模型較為準(zhǔn)確合理。利用該模型對噴淋散射塔實驗臺其他工況的脫硫效率進(jìn)行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本吻合。本文針對新型噴淋散射塔進(jìn)行了實驗及數(shù)學(xué)模型的研究,全面了解了噴淋散射塔的脫硫特性并嘗試揭示其高效脫除SO_2的機(jī)理,此研究將為噴淋散射塔的進(jìn)一步設(shè)計、優(yōu)化和推廣提供理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X773
【部分圖文】：

圖 1-2 噴淋散射塔技術(shù)傳統(tǒng)噴淋塔煙氣流動阻力小、鼓泡塔兼具脫噴淋塔和鼓泡塔分別進(jìn)一步增大液氣比和散固有缺點。該技術(shù)可以在小液氣比和較淺的O2脫除效率，能使系統(tǒng)阻力和電耗大大降與數(shù)學(xué)模型研究的實驗研究主要是對各類脫硫塔脫硫效率是通過控制變量法探究各個影響因素對脫面的實驗研究還未見報道。如劉國榮等人進(jìn)行了實驗研究，發(fā)現(xiàn)脫硫效率隨液氣比溫度和流速的增加會降低脫硫效率；潘棟等性，結(jié)果表明石灰石漿液 pH 值對鼓泡塔脫顯著；李樹華等人[20]研究了以石灰石為脫

(c) SO2濃度 (d) CaCO3質(zhì)量濃度圖 4-2 各線性項對脫硫效率的影響通過對表 4-4 中操作參數(shù)交互項的影響檢驗分析可得，液氣比與散射管浸液深度的交互作用對噴淋散射塔脫硫效率的影響較為明顯，大的液氣比和高的浸液深度會帶來較高的脫硫效率，并且在不同的液氣比條件下散射管浸液深度對脫硫效率影響不同。另外，散射管浸液深度與 CaCO3質(zhì)量濃度的交互作用對噴淋散射塔脫硫效率也有著比較明顯的影響，同時提高散射管浸液深度和 CaCO3質(zhì)量濃度可以較為有效提高脫硫效率，但在不同的 CaCO3質(zhì)量濃度條件下增加散射管浸液深度對脫硫效率的提高幅度不同。圖 4-3 所示為液氣比和散射管浸液深度對脫硫效率的響應(yīng)曲面和響應(yīng)曲線，從圖 4-3 可以看出，相對于高的浸液深度條件下在低的浸液深度條件下增大液氣比對脫硫效率的影響更為明顯。這可能是因為低浸液深度條件下鼓泡部分由于吸收時間較短對 SO2脫除能力較小[45]，此時噴淋散射塔的脫硫效率會更依賴于噴淋部分，增加液氣比會較為有效的提高脫硫效率。

(a) 響應(yīng)曲面 (b) 響應(yīng)曲線圖 4-3 液氣比和散射管浸液深度對脫硫效率的響應(yīng)曲面和響應(yīng)曲線圖 4-4 所示為散射管浸液深度和 CaCO3質(zhì)量濃度對脫硫效率的響應(yīng)曲面和曲線，從圖 4-4 可以看出，在低的 CaCO3質(zhì)量濃度條件下相對于高的 CaCO3質(zhì)量濃度條件下，增大散射管浸液深度對脫硫效率的影響更為顯著。這可能是因為一方面 CaCO3質(zhì)量濃度增大會提高噴淋部分的脫硫效率和脫硫容量[46]，從而使得鼓泡脫硫過程中的 SO2脫除負(fù)荷下降，噴淋散射塔的脫硫效率對散射管浸液深度依賴性減��；另一方面相比于噴淋部分鼓泡脫硫過程更依賴于 CaCO3質(zhì)量濃度，高的 CaCO3質(zhì)量濃度條件下 SO2在漿液池中具有較高的傳質(zhì)效率，漿液對SO2吸收能力較強(qiáng)，此時改變散射管浸液深度對脫硫效率的影響比較小，因此增大散射管浸液深度對脫硫效率的提高沒有低的 CaCO3質(zhì)量濃度條件下明顯。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2893975