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煙氣循環(huán)流化床脫硫塔物料內(nèi)循環(huán)特性研究

發(fā)布時(shí)間:2020-05-15 01:44
【摘要】: 增強(qiáng)脫硫塔內(nèi)循環(huán),提高塔內(nèi)顆粒濃度,是循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫工藝提高脫硫效率、提高鈣利用率、降低造價(jià)的重要手段。不同位置發(fā)生的內(nèi)循環(huán)對(duì)脫硫反應(yīng)的貢獻(xiàn)不同,因此提高脫硫塔內(nèi)循環(huán),并對(duì)內(nèi)循環(huán)的有效性進(jìn)行闡述,組織合理的內(nèi)循環(huán)是需要研究的重要課題。 目前循環(huán)流化床脫硫工藝主要依靠在塔頂部布置分離器,分離灰在塔內(nèi)回落來(lái)增強(qiáng)內(nèi)循環(huán)。本文首先對(duì)脫硫塔頂部物料回流過(guò)程進(jìn)行了冷態(tài)試驗(yàn),分析了物料回流并返混入主流的過(guò)程,回流顆粒在下落的過(guò)程中被主氣流逐漸剝離向塔內(nèi)擴(kuò)散,返混沿徑向可以分為三個(gè)區(qū)域:回流區(qū)、返混加速區(qū)和主流區(qū)。在一定的顆�;亓髁肯�,相對(duì)最大回落長(zhǎng)度與主氣流速度基本呈指數(shù)型的遞減分布;物料在塔內(nèi)形成了濃度上部高,下部低的分布趨勢(shì),有效物料濃度進(jìn)較低,可以采用外循環(huán)灰管的方式將分離物料在塔底送入,以提高利用率。 提出了脫硫塔底部采用切向旋流和直流復(fù)合流化的方式,在冷態(tài)PDA試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)研究了表觀氣速、入口顆粒濃度以及切向旋流風(fēng)率變化時(shí)塔內(nèi)氣固流動(dòng)以及顆粒內(nèi)循環(huán)特性。表觀氣速降低到0.68m/s,顆粒沉降作用明顯,呈現(xiàn)環(huán)核流動(dòng)特性。在塔底部,形成類似噴動(dòng)床的流態(tài),最高濃度為最低濃度的80倍,平均濃度比1.34m/s增加了220%。隨著表觀氣速的降低,塔內(nèi)顆粒逐漸集中于脫硫塔的主反應(yīng)區(qū)域,物料的有效率提高。隨著旋流流量的增加,在脫硫塔底部壁面附近區(qū)域出現(xiàn)回流區(qū),這增強(qiáng)了氣流擾動(dòng)和氣固混合,有利于增強(qiáng)物料的內(nèi)循環(huán)。脫硫塔內(nèi)高濃度區(qū)域集中于0.7R-1.0R之間。當(dāng)旋流流量為30%時(shí),壁面濃度與中心區(qū)域濃度比增加到180。隨著旋流流量的增加,邊壁高濃度區(qū)域也逐漸增大;物料濃度的有效率也逐漸增加,旋流的加入使塔內(nèi)顆粒逐漸集中于塔的中下部。脫硫塔平均顆粒濃度隨入口顆粒濃度的增加逐漸增加,且增加的幅度要大于入口顆粒濃度增加的幅度,塔內(nèi)顆粒濃度的增加有利于顆粒的團(tuán)聚,有利于顆粒在離心力作用下被分離而回落,明顯增強(qiáng)了脫硫塔的內(nèi)循環(huán)。顆粒粒徑的徑向分布中心高,壁面低,在0.8R-1.0R之間出現(xiàn)局部高峰。因此沿高度方向顆粒平均粒徑逐漸減小,大顆粒的分離和回落現(xiàn)象主要集中于脫硫塔的中下部。 提出了強(qiáng)化內(nèi)循環(huán)脫硫塔的結(jié)構(gòu),底部采用夾層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)壁面的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。研究了脫硫塔的阻力特性,旋流結(jié)構(gòu)的流量分配以及塔內(nèi)顆粒濃度分布特性。脫硫塔的阻力主要集中于喉口旋流段,占塔總阻力的60-80%,隨表觀空塔氣速和入口顆粒濃度的增加旋流段阻力不斷增加。旋流結(jié)構(gòu)同時(shí)具有流量調(diào)節(jié)以及提高負(fù)荷適應(yīng)性的作用,隨著旋流入口的關(guān)閉,旋流流量逐漸減小,中心直流流量增大,塔內(nèi)顆粒濃度逐漸降低。當(dāng)表觀空塔氣速降低時(shí),旋流流量降低,但顆粒沉降作用明顯,塔內(nèi)平均顆粒濃度得到明顯的提高,可關(guān)閉部分旋流以滿足塔內(nèi)流態(tài)化的要求。 將強(qiáng)化內(nèi)循環(huán)脫硫塔應(yīng)用于140MW機(jī)組,增加旋流結(jié)構(gòu)后在塔內(nèi)下部壁面區(qū)域形成了旋轉(zhuǎn)流場(chǎng),脫硫塔直管段內(nèi)煙氣流速呈現(xiàn)對(duì)稱分布,脫硫塔內(nèi)均勻性得到明顯的提高。脫硫塔阻力主要集中于脫硫塔入口段,占總阻力的70-80%,增加旋流后阻力增加90-120Pa,占脫硫塔總阻力的20-25%。脫硫塔具有明顯的內(nèi)循環(huán)現(xiàn)象:相對(duì)于入口灰濃度,機(jī)組負(fù)荷為120MW,脫硫沒(méi)投運(yùn)時(shí)時(shí)脫硫塔底部壁面處的灰濃度增加了43%;機(jī)組負(fù)荷將為75MW時(shí),在重力沉降和離心分離的作用下,脫硫塔底部距離壁面50mm和1050mm處灰濃度分別增加了122%和58%。脫硫投運(yùn)后,顆粒粒徑變大,增強(qiáng)了顆粒沉降和離心分離效應(yīng),塔內(nèi)物料濃度得到極大的提高:塔底部距離壁面50mm處顆粒濃度提高了247倍,距離壁面300mm處濃度增加了337%。壁面有明顯的物料回流存在,增加了反應(yīng)的表面積提高了脫硫效率,壁面大量物料的回流和分離不斷沖刷壁面,有效壁面了結(jié)垢現(xiàn)象。
【圖文】:

測(cè)量系統(tǒng),光路系統(tǒng),微粒,入射光


ID發(fā)射器圖3一 2PDA測(cè)量系統(tǒng)圖統(tǒng) (PhaseDopPlerAnemometer)。它實(shí)現(xiàn)了固相顆粒速度,粒徑和濃度的同時(shí)測(cè)量,具有非常高的精度和空間分辨率,并且無(wú)需標(biāo)定,可以有效地克服機(jī)械測(cè)量探頭的局限性,是一種非接觸式的絕對(duì)測(cè)量技術(shù)[76]。PDA系統(tǒng)包括激光光源,傳輸光路系統(tǒng),接收光路系統(tǒng),信號(hào)處理器,計(jì)算機(jī)(包括硬件接口與軟件),三維自動(dòng)坐標(biāo)架,,測(cè)量系統(tǒng)如圖3一2所示。 3.3.2PDA測(cè)量原理PDA速度測(cè)量是LDA測(cè)速的擴(kuò)展,其基本原理為:當(dāng)流體中存在隨流體一起運(yùn)動(dòng)的微粒時(shí),由于微粒對(duì)入射光的散射作用,當(dāng)它接受到一定頻率的入射光照

等值線圖,等值線圖,脫硫塔,內(nèi)顆粒


o=ssg/m,n一7og/m,圖4一16相對(duì)顆粒濃度等值線圖圖4一16給出了脫硫塔入口顆粒濃度分別為35、58、 70g/m3,旋流比為10%,空塔表觀氣速為 1.11而s的工況下塔內(nèi)不同高度處相對(duì)顆粒濃度的等值線圖。在塔內(nèi)顆粒濃度較低時(shí),脫硫塔下部的顆粒濃度非常低,顆粒在塔內(nèi)均勻分布沒(méi)有顆粒團(tuán)的形成,內(nèi)循環(huán)現(xiàn)象不明顯。隨著脫硫塔高度的增加,塔內(nèi)速度分布逐漸趨于均勻,壁面附近開始出現(xiàn)顆粒的回落現(xiàn)象,濃度增大。隨著入口顆粒濃度的增加,塔內(nèi)顆粒濃度迅速增加,當(dāng)入口顆粒濃度增加到 70g/m3時(shí),脫硫塔壁面高濃度區(qū)域逐漸向塔中心延伸
【學(xué)位授予單位】:山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號(hào)】:X701.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 崔琳;張立強(qiáng);馬春元;宋占龍;董勇;齊國(guó)杰;;旋/直復(fù)合流化對(duì)脫硫塔內(nèi)粘壁問(wèn)題的影響[J];環(huán)境工程;2009年06期

2 王小飛;劉倫;阮艷軍;張國(guó)奇;;我國(guó)燃煤煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀綜述[J];煤;2009年09期

3 李少華;孫英博;王虎;;脫硫塔優(yōu)化設(shè)計(jì)的仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2013年08期

4 崔琳;馬春元;董勇;宋占龍;;旋/直復(fù)合流化下循環(huán)流化床脫硫塔內(nèi)的氣液分布特性研究[J];熱能動(dòng)力工程;2009年03期

5 陳作炳;張雷;石志良;;循環(huán)懸浮式半干法脫硫工藝在火電廠的應(yīng)用[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版);2011年04期

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相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 劉盛余;邱偉;能子禮超;;我國(guó)燃煤煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[A];成都市科技年會(huì)分會(huì)場(chǎng)——世界現(xiàn)代田園城市空氣環(huán)境污染防治學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 崔琳;煙氣循環(huán)流化床半干法脫硫復(fù)合增濕特性及相關(guān)問(wèn)題的研究[D];山東大學(xué);2009年

2 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5條

1 涂偉升;廣石化電站CFB脫硫技術(shù)的優(yōu)化與示范效果[D];華南理工大學(xué);2010年

2 張雷;循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析[D];武漢理工大學(xué);2011年

3 呂永坤;山東明水大化集團(tuán)熱電公司氨法脫硫技術(shù)的研究應(yīng)用[D];山東大學(xué);2011年

4 李冠男;某技改擴(kuò)能電場(chǎng)煙氣脫硫系統(tǒng)的重建升級(jí)研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2012年

5 王長(zhǎng)江;噴動(dòng)床反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)特性試驗(yàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年



本文編號(hào):2664264

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