【摘要】：在大范圍霧霾和城市群大氣復(fù)合污染日趨嚴(yán)重的當(dāng)下,煙氣多種污染物同時(shí)脫除技術(shù)受到了研究者們廣泛的關(guān)注。本文圍繞O3氧化結(jié)合濕法聯(lián)合脫除技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了系統(tǒng)研究；基于CHEMKIN研究了NO2和N205生成的工藝條件；采用E-L兩相流模型優(yōu)化了35t/h燃煤工業(yè)鍋爐煙氣噴淋控溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并開(kāi)發(fā)了一種適合03氧化NO的新型雙旋流氣氣混合器；最后,建立噴淋吸收塔脫硝模型,考察了不同運(yùn)行參數(shù)對(duì)噴淋吸收效果的影響。首先,提出包含20種物質(zhì)、76步的03和NOx反應(yīng)機(jī)理模型,通過(guò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和紅外光譜儀測(cè)定的NOx濃度驗(yàn)證了基于此反應(yīng)機(jī)理模型獲得的數(shù)值模擬結(jié)果可信。對(duì)工藝參數(shù)的數(shù)值模擬研究表明,停留時(shí)間的增加均有利于N02和N2O5的生成；煙氣溫度對(duì)N02生成率的影響非常小,但對(duì)于N205的生成,存在著最佳煙氣溫度(373K)；適宜N02和N205生成的03/NO摩爾比分別為1和1.75。模擬研究獲得了N02和N205生成的各自適宜工藝條件。其次,采用E-L兩相流模型開(kāi)展了針對(duì)35t/h燃煤工業(yè)鍋爐煙氣噴淋控溫系統(tǒng)的數(shù)值模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究發(fā)現(xiàn),自主開(kāi)發(fā)的單孔噴槍在Z=3m處的分散式分布是最合理的布置方式。模擬結(jié)果表明,液滴直徑、噴槍水流量、煙氣溫度和煙氣流量對(duì)噴淋降溫影響較大,而噴槍用水溫度對(duì)噴淋降溫的影響可忽略。本噴淋降溫裝置在不同的煙氣狀況下均可以滿足工藝對(duì)煙溫的控制要求。此外,基于旋流混合原理,開(kāi)發(fā)了新穎的雙旋流氣氣混合器；采用Fluent軟件對(duì)新型靜態(tài)混合器的中心連接件、長(zhǎng)/徑比(L/D)、噴管長(zhǎng)度、葉片傾斜角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流場(chǎng)和壓降的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)粒子成像測(cè)速(PIV)系統(tǒng)實(shí)測(cè)的流場(chǎng)分布情況和壓降數(shù)據(jù)均與CFD模擬結(jié)果有較高的吻合度。結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)L/D為4時(shí),變異系數(shù)(COV)小于5%；中心連接件有利于COV的減少,但會(huì)增加靜態(tài)混合器的壓降；噴嘴的適宜長(zhǎng)度為4cm,而葉片傾斜角的優(yōu)選值為45°。雙旋流氣氣混合器能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到良好的氣氣混合效果,且壓降低于現(xiàn)有商用產(chǎn)品。最后,建立了噴淋塔液相脫硝的傳質(zhì)模型,并利用搭建的噴淋塔驗(yàn)證了提出的噴淋吸收塔脫硝模型的可靠性。運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值模擬結(jié)果表明,進(jìn)氣速度對(duì)吸收效率(η)影響甚小,液氣比(L/G)、NO2濃度、吸收液濃度對(duì)η均有較大影響。模擬結(jié)果較好的描繪了運(yùn)行參數(shù)對(duì)N02吸收效率的影響,本模型可成為評(píng)估NO2吸收效率影響參數(shù)的有力工具。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X701

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本文編號(hào)：2656234