【摘要】：濕法煙氣脫硫(Wet Flue Gas Desulfurization,WFGD)是燃煤電廠中應用最廣泛的脫硫控制技術,其中,脫硫塔是WFGD系統(tǒng)中的核心設備,塔內(nèi)氣液兩相的流動狀態(tài)直接影響塔內(nèi)的脫硫效率、除霧效率、壓力損失及氣液傳質(zhì)等參數(shù)。然而,傳統(tǒng)脫硫塔在實際運行中常存在內(nèi)部煙氣流場分布不均勻、運行成本高、塔內(nèi)除霧器除霧效率低、漿液利用率低以及漿液夾帶導致的“石膏雨”污染等問題,因此,為了達到燃煤電廠超低排放的要求,提高WFGD系統(tǒng)脫硫塔性能,本文針對上述脫硫塔內(nèi)存在的諸多問題開展了以下幾個方面的研究。首先,采用CFD技術對裝有3種不同孔隙率α與不同湍流單元直徑D的湍流器的脫硫塔內(nèi)的熱態(tài)流場進行了數(shù)值模擬,分析了速度、溫度、壓力分布以及漿液駐留時間隨孔隙率和湍流單元直徑的變化規(guī)律,揭示了湍流器的作用機理。結果表明,安裝湍流器可明顯改善脫硫塔內(nèi)煙氣流場的均勻性,使橫截面的速度標準方差減小到1.0以下,并有效延長漿液駐留時間,提高吸收區(qū)的氣液接觸幾率及漿液利用率;在綜合考慮流場分布、氣液摻混程度與能量損失的情況下,安裝孔隙率為50%、湍流單元直徑為1.2m的湍流器效果最佳。其次,對脫硫塔內(nèi)流場進行了優(yōu)化,探究了結構參數(shù)(脫硫塔入口煙道布置方式、塔體徑-高比β)和運行參數(shù)(噴淋錐角θ和煙氣余熱回收利用)兩方面的因素對塔內(nèi)流場的影響。其中,針對入口煙道布置,本文首次提出了一種切圓式多入口煙道布置方式。研究結果表明:當采用120°切圓入口且切圓半徑R=3.5m的煙道布置時,塔內(nèi)流場均勻性有了顯著改善,使塔內(nèi)煙氣速度分布大多集中在3.5～5.6m/s的最佳范圍內(nèi);塔內(nèi)漿液駐留時間由原塔的1.36s提升至2.77s;煙氣入口及塔內(nèi)溫度分布更趨于均勻;綜合考慮能量損失和氣液兩相間的傳質(zhì)效果,脫硫塔徑-高比β=13:24時效果最佳;當噴淋錐角θ為135°時,漿液駐留時間達到峰值,綜合考慮降低塔內(nèi)壓力損失和延長漿液駐留時間,噴淋錐角θ選擇120°時效果最佳;煙氣余熱回收利用后,可有效提高塔內(nèi)溫度分布的均勻性。最后,為考察脫硫塔內(nèi)除霧器的除霧特性和提高其除霧性能,對除霧器二維單流道內(nèi)的流場進行了數(shù)值模擬,通過模擬結果與實驗數(shù)據(jù)的對比分析,選出了適用于模擬除霧器內(nèi)部流動的湍流模型;對比分析了定常與非定常流動數(shù)值模擬結果和實驗值間的差異;對帶雙集液槽的折流板除霧器和帶倒鉤的弧形板除霧器進行了性能對比研究,基于研究結果,設計出了 5種除霧器結構對比方案,綜合考慮除霧效率及壓力損失,最終選出了一種新型雙集液槽三通道折形板除霧器,研究結果表明,該除霧器與其他4種方案相比其除霧性能具有顯著提高。
【圖文】：

濕法煙氣脫硫中的石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)又是工藝最成熟、應用最廣的逡逑濕法煙氣脫硫系統(tǒng)（Ｗｅｔ邋Ｆｌｕｅ邋Ｇａｓ邋Ｄｅｓｕ丨ｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，，邋ＷＦＧＤ），它具有脫硫效率高、逡逑脫硫副產(chǎn)物石膏可以回收等優(yōu)點。石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)如圖１－１所示。逡逑煙氣處理邐ｉ逡逑和ｓ0２吸收邐｜逡逑邐邐Ｌ＿＿逡逑ｎ邐批》邐＝＝＝ｔ？邐１邋—．．．．．逡逑回汝；＾邐ｉ一ｙ邐空氣－Ｉ邋Ｉ，邐逡逑＿邋妨溟邐」邐石邋ｊ石逡逑ｉ邋ｆ＾邐－Ｉ逡逑ｄ邐Ｉ邋ｉ邐＋邐Ｌ－ｒ－ｖ邐系邋ｓ逡逑？＝ｌ）逡逑反應劑制備逡逑圖１－１石灰石－石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ－ｇｙｐｓｕｍ邋ｗｅｔ邋ｆｌｕｅ邋ｇａｓ邋ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２逡逑

利用參考文獻［２２］和［２７］中脫硫塔現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，將原塔模擬得出的結果與逡逑脫硫塔實際運行工況下的數(shù)據(jù)進行對比，來驗證模擬準確性。實際測量值與模逡逑擬結果對比如表３－３和圖３－２所示。根據(jù)二者結果的高度一致性可證明采用數(shù)值逡逑模擬方法研宄脫硫塔內(nèi)流場特性是準確可靠的。逡逑表３－３脫硫塔模擬結果與實際運行測量值對比逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－３邋Ｔｈｅ邋ａｃｔｕａｌ邋ｍｅａｓｕｒｅｄ邋ａｎｄ邋ｓｉｍｕｌａｔｅｄ邋ｒｅｓｕｌｔｓ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｔｏｗｅｒ逡逑運行參數(shù)邐模擬值邐現(xiàn)場測量值邐對比誤差／％￣￣逡逑煙氣出邋口溫度／（Ｋ）邐３１８．４７邐３２５．７５邐２．２３逡逑９００邋邐邋丨丨邐—邐逡逑７５0邋邋邐｜－Ａ－邋ｍｍ＼邐邐逡逑Ｉ邋模擬值逡逑１邋４５０邋邐邐邐逡逑田邋３００邋邐邐—邐逡逑１５０邋邐邐邐逡逑０邋Ｉ邋＾邐＾邐邐邐邐邋邐邐逡逑０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０逡逑煙氣量／邋（ｌ0４邋ｍ３／ｈ）逡逑圖３－２煙氣量與脫硫塔總壓降關系逡逑Ｆｉｇ．邋３－２邋Ｔｈｅ邋ｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｔｏｔａｌ邋ｇａｓ邋ａｍｏｕｎｔ邋ａｎｄ邋ｔｏｔａｌ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｄｒｏｐ逡逑３．４不同孔隙率的湍流器對脫硫塔內(nèi)流場及溫度場的影響逡逑固定湍流單元直徑不變
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X773

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本文編號：2596547