隨著現(xiàn)代工業(yè)迅速席卷全球,環(huán)境問題隨之而來。煤炭作為我國最重要能源之一,在能源消費結構中占比很大。然而煤中含有大量的硫元素,燃燒后排放的SO₂等硫化物易造成酸雨、霧霾等環(huán)境問題,降低廢氣中SO₂的排放已成為亟待解決的環(huán)境問題。目前針對SO₂減排問題,國內外研究者陸續(xù)提出了數百種脫硫技術,其中燃燒后脫硫即煙氣脫硫因具有諸多優(yōu)勢而被廣泛采用。針對燃燒后脫硫中的半干法煙氣脫硫技術,噴動床半干法煙氣脫硫技術應運而生,對粉-粒噴動床特有的流動結構特性進行研究使得其在物料干燥、化學反應等領域極具應用價值。由于噴動床內部流動結構的復雜性及現(xiàn)有實驗條件的局限性,采用數值模擬手段,將煙氣脫硫技術引入到噴動床,期望能夠獲得理想的脫硫效果,為工程實際運用提供理論研究基礎。本文以Ma等實驗噴動床數據為研究依據進行了數值模擬�；跉�-固兩相流體動力學,應用雙流體模型（TFM）來模擬噴動床內氣-固兩相的相互作用。通過合理的假設和簡化,建立起粉-粒噴動床半干法煙氣脫硫體系的水汽化、脫硫反應數學模型及脫硫反應溶解模型。利用“UDF”自定義函數通過關聯(lián)式... 

【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

柱錐形噴動床示意圖

料層高度的限制，其干燥效果更好[12]。但是導流管噴動床的幾何尺寸也。因此導流管噴動床的放大研究成為目前更重要的任務。張立棟等人管直徑對噴動床內顆粒速度分布、固體循環(huán)量的影響，研究了導向管直床的運行狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)導向管直徑在 50~55 mm 時較好。并對比了無與導流管噴動床的死區(qū)分布和固體循環(huán)量，發(fā)現(xiàn)導向管不但可以使死區(qū)低固體的循環(huán)量�？v向渦發(fā)生器噴動床：尚靈祎等人[14]針對環(huán)隙區(qū)顆粒缺乏橫向運動問法將縱向渦發(fā)生器引入噴動床，研究了縱向渦發(fā)生器及顆粒參數對顆粒響。并將無縱向渦發(fā)生器的噴動床與帶縱向渦發(fā)生器噴動床進行了比帶縱向渦發(fā)生器的噴動床中顆粒徑向混合程度得到很大提高且顆粒直，顆粒運動越劇烈。張潔潔[15]采用數值模擬方法研究了縱向渦發(fā)生器排形噴動床顆粒運動的影響。結果發(fā)現(xiàn)，縱向渦發(fā)生器的加入能增大近環(huán)積分數，且顆粒體積分數在 2 排縱向渦發(fā)生器下實現(xiàn)最均勻分布。

可用圖1-3 噴動床操作相圖來確定其操作范圍。只有在有限的表觀氣速范圍內噴動床才能有穩(wěn)定噴動現(xiàn)象，氣速過大易使全床成為流化床，氣速過小不能穿透床層，使整個床層成為固定床。圖 1-3 噴動床操作相圖(1) 最小噴動速度msU在噴動床中，最小噴動速度為維持床體穩(wěn)定噴動的最小表觀氣速，其與噴動床幾何形狀、流體及顆粒物料的性質等密切相關，可由壓降曲線來確定其值。當噴動床直徑為 0.1~0.6 m 時，計算最小噴動速度應用最廣泛的為 Mathur-Gisher[16]提出的經驗方程： 13 2gp pimsd DHUD D (1.1)(2) 噴動床的壓降max P噴動床由靜止狀態(tài)成為噴動狀態(tài)時，使床層松動、床層破裂的壓力損失以及顆粒物料間的摩擦壓降組成了噴動床的最大壓降。當噴動床形成穩(wěn)定三區(qū)噴動狀態(tài)后，壓降不再隨氣速變化，即為常數。經實驗所得經驗公式[17]如下：max6.80.8 34.4tanib p bDP H g d gD (1.2)(3) 最大噴動床高mH最大噴動床高與物料的處理量有關。當靜床層高度高于某一高度時，噴動床就會轉變?yōu)榱骰不蚬?jié)涌床，無論如何調節(jié)氣速和壓降，都不能使噴動床形成穩(wěn)定三區(qū)噴

【參考文獻】：
期刊論文
[1]焦爐煙氣二氧化硫和氮氧化物污染預防技術[J]. 張亦弛,于洪濤,徐鐵君.  燃料與化工. 2019(01)
[2]縱向渦發(fā)生器排數對三維噴動床內氣-固兩相流動影響數值模擬[J]. 張潔潔,尚靈祎,吳峰,馬曉迅,楊劍.  石油學報(石油加工). 2018(05)
[3]帶縱向渦發(fā)生器噴動床內顆粒流動特性PIV實驗[J]. 尚靈祎,吳峰,馬曉迅.  化工學報. 2018(05)
[4]導向管直徑對噴動床流動特性影響的計算顆粒流體力學數值模擬[J]. 張立棟,王子嘉,李少華,王擎,秦宏.  化工進展. 2018(01)
[5]燃煤排放煙氣脫硫技術概述[J]. 柏順,袁澤華.  化工管理. 2017(13)
[6]內蒙油頁巖噴動床干燥過程分析[J]. 柏靜儒,孫燦輝,李曉航,王擎.  化學工程. 2016(06)
[7]實現(xiàn)中國煤炭經濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略研究[J]. 耿穎.  中國高新技術企業(yè). 2015(26)
[8]噴動流化床涂敷造粒技術[J]. 劉斌,施瓊瓊,王英彬.  機電信息. 2012(20)
[9]噴動流化床在生物質快速熱解技術中的應用[J]. 王鵬起,常建民,杜洪雙,鄭凱.  北華大學學報(自然科學版). 2007(01)
[10]我國城市大氣污染現(xiàn)狀及綜合防治對策[J]. 平措.  環(huán)境科學與管理. 2006(01)

博士論文
[1]噴動床內半焦顆粒煙氣脫硫技術研究[D]. 邢力超.哈爾濱工程大學 2012

碩士論文
[1]粉粒噴動床半干法煙氣脫硫反應的數值模擬及氣固兩相流動PIV實驗[D]. 牛方婷.西北大學 2017
[2]氣流—噴動床氣固兩相流動與干燥特性研究[D]. 王敬哲.大連理工大學 2017
[3]石灰消化工藝參數及氫氧化鈣溶解速率實驗研究[D]. 鐘偉飛.浙江大學 2004



本文編號：3075708