隨著人們對美好生活的日益向往,進而對能源需求越來越大,對環(huán)境的要求越來越高。在我國能源消費結(jié)構(gòu)中,煤炭占比高達60%。燃煤后不可避免地生成大量的二氧化硫,會對環(huán)境造成污染。在當前的環(huán)保需求下,如何有效處理這些污染物就變得尤為重要。對于含硫燃煤煙氣的處理,粉-粒噴動床因其獨特的優(yōu)點而受到廣泛研究。相對于實驗而言,數(shù)值模擬可以深入探究分析床層內(nèi)部各組分的體積分數(shù)、速度、溫度、傳質(zhì)速率和反應(yīng)速率等參數(shù)的分布,從而為優(yōu)化反應(yīng)器設(shè)計及放大過程提供數(shù)據(jù)支持。粉-粒噴動床半干法煙氣脫硫三維數(shù)值模擬的研究步驟主要分三部分,即氣固兩相流,水汽化傳質(zhì)傳熱以及脫硫反應(yīng)。本文通過合理的假設(shè)和優(yōu)化,將二維水汽化模型修改為三維,主要研究了三維粉-粒噴動床內(nèi)氣固兩相流及水汽化傳質(zhì)傳熱過程,并與二維進行對比。研究發(fā)現(xiàn),三維粉-粒噴動床氣固兩相流動過程與同條件下的二維噴動床氣固兩相流動存在一定的差異。三維噴動床內(nèi)的噴動過程呈現(xiàn)出循環(huán)的狀態(tài),并且在不同表觀氣速下的循環(huán)時間都為0.18 s。顆粒的循環(huán)主要由入口的氣體帶動著從圓錐壁面處向下流動的顆粒群向上運動,顆粒群通過噴射區(qū)直至噴泉區(qū),并且這一過程是間歇式地。在三維噴動床... 

【文章來源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 噴動床概述
        1.1.1 噴動床的流體力學(xué)特性
        1.1.2 噴動床的發(fā)展
        1.1.3 噴動床的主要應(yīng)用領(lǐng)域
    1.2 脫硫技術(shù)概述
        1.2.1 脫硫技術(shù)的分類
        1.2.2 粉-粒噴動床半干法煙氣脫硫技術(shù)
    1.3 研究思路和內(nèi)容
第二章 計算流體力學(xué)與數(shù)值方法簡介
    2.1 計算流體力學(xué)(CFD)概述
        2.1.1 計算流體力學(xué)基本思想和本質(zhì)
        2.1.2 計算流體力學(xué)的優(yōu)勢
        2.1.3 計算流體力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域
    2.2 擬流體模型基本方程及求解流程
        2.2.1 擬流體模型基本守恒方程
        2.2.2 求解過程
第三章 三維粉-粒噴動床內(nèi)氣固兩相流數(shù)值模擬研究
    3.1 模型建立和邊界條件的設(shè)置以及網(wǎng)格驗證
        3.1.1 模型建立和網(wǎng)格劃分
        3.1.2 邊界條件的設(shè)置
        3.1.3 網(wǎng)格無關(guān)性分析
    3.2 氣固兩相流流動過程分析
        3.2.1 顆粒體積分數(shù)
        3.2.2 顆粒速度
        3.2.3 氣體速度
        3.2.4 氣體湍動能
        3.2.5 顆粒擬溫度
    3.3 本章小結(jié)
第四章 三維粉-粒噴動床內(nèi)水汽化傳質(zhì)傳熱研究分析
    4.1 粉-粒噴動床水汽化過程簡述
    4.2 水汽化過程傳熱傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 水汽化傳質(zhì)模型
        4.2.2 水汽化傳熱模型
        4.2.3 水汽化過程模擬設(shè)置
    4.3 氣液固三相熱量傳遞模擬結(jié)果與分析
        4.3.1 噴動床內(nèi)液體分布
        4.3.2 噴動床內(nèi)氣體溫度分布
        4.3.3 噴動床內(nèi)液體溫度分布
        4.3.4 噴動床內(nèi)顆粒溫度分布
        4.3.5 熱量傳遞過程分析
    4.4 水汽化過程模擬結(jié)果與分析
        4.4.1 噴動床內(nèi)水汽化速率分布
        4.4.2 噴動床內(nèi)氣體濕度分布
    4.5 影響水汽化過程的主要因素
        4.5.1 氣體速度對水汽化速率的影響
        4.5.2 液體溫度對水汽化速率的影響
        4.5.3 氣體濕度對水汽化速率的影響
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    結(jié)論
    展望
參考文獻
符號表
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]粉-粒噴動床內(nèi)水汽化傳熱、傳質(zhì)與脫硫反應(yīng)過程數(shù)值模擬[J]. 高偉偉,牛方婷,龔明,馬曉迅,吳峰,楊劍.  石油學(xué)報(石油加工). 2020(01)
[2]清潔能源,美麗中國新動能——我國能源結(jié)構(gòu)正由煤炭為主向多元化轉(zhuǎn)變[J].   資源節(jié)約與環(huán)保. 2018(04)
[3]氨法脫硫在鍋爐煙氣凈化中的應(yīng)用[J]. 呂麗.  能源化工. 2017(02)
[4]常見金屬氧化物煙氣脫硫研究進展[J]. 孫麗娜,李凱,湯立紅,劉娜,寧平,孫鑫,張旭.  化工進展. 2017(01)
[5]內(nèi)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(xué)工程. 2016(06)
[6]實現(xiàn)中國煤炭經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略研究[J]. 耿穎.  中國高新技術(shù)企業(yè). 2015(26)
[7]濕式石灰石—石膏法脫硫增效劑機理研究[J]. 董麗彥,程愷豪,柳雷,王磊,趙炎,韓穎杰,吳文.  廣東化工. 2014(18)
[8]噴動流化床涂敷造粒技術(shù)[J]. 劉斌,施瓊瓊,王英彬.  機電信息. 2012(20)
[9]雙堿法用于燒結(jié)煙氣脫硫中再生實驗的研究[J]. Mbango Mbida K.G.,宋存義,周向.  環(huán)境工程. 2012(03)
[10]干法煙氣脫硫技術(shù)的進展及其應(yīng)用分析[J]. 李紅英,周長麗,王海英.  遼寧化工. 2007(08)

博士論文
[1]復(fù)雜稠密氣固兩相流動的CFD-DEM模擬研究[D]. 張科.浙江大學(xué) 2012

碩士論文
[1]旋流效應(yīng)下噴動床內(nèi)氣固兩相流動規(guī)律數(shù)值模擬[D]. 黃振宇.西北大學(xué) 2019
[2]帶縱向渦流發(fā)生器噴動床內(nèi)顆粒流動特性PIV實驗及數(shù)值模擬[D]. 尚靈祎.西北大學(xué) 2018
[3]整體式多噴嘴噴動—流化床內(nèi)氣固兩相流體流動規(guī)律數(shù)值模擬[D]. 張旋.西北大學(xué) 2018
[4]粉粒噴動床半干法煙氣脫硫反應(yīng)的數(shù)值模擬及氣固兩相流動PIV實驗[D]. 牛方婷.西北大學(xué) 2017
[5]帶縱向渦流發(fā)生器噴動床內(nèi)氣固兩相流動特性三維數(shù)值模擬[D]. 張潔潔.西北大學(xué) 2017
[6]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(xué) 2017
[7]粉粒噴動床氣固兩相流及半干法煙氣脫硫反應(yīng)的數(shù)值模擬[D]. 邊文娟.西北大學(xué) 2015
[8]粉—粉噴動床半干法煙氣脫硫反應(yīng)的數(shù)值模擬[D]. 陳曉敏.西北大學(xué) 2012
[9]粉—粒噴動床半干法煙氣脫硫多相傳遞、反應(yīng)特性與多尺度效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D]. 龔明.西北大學(xué) 2011
[10]細顆粒噴動床流體力學(xué)特性的數(shù)值分析[D]. 宋金榮.西北大學(xué) 2010



本文編號：3189488