【摘要】：洗滌塔廣泛應(yīng)用于化工和環(huán)保行業(yè),廢氣洗滌塔是環(huán)保處理裝備中極其重要的組成部分,幾乎所有環(huán)保裝備都需要洗滌塔。廢氣洗滌塔的作用是將氣體中的雜質(zhì)用溶劑反應(yīng)而除掉,從而達(dá)到“清潔”廢氣的目的。如何治理在生產(chǎn)制造加工環(huán)節(jié)中所排放的污染氣體是各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都會(huì)面對(duì)的難題。廢氣的產(chǎn)生涉及化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié),如果不正視廢氣直排的后果,將對(duì)大氣造成不可挽回的污染,人體吸入這些未經(jīng)處理的廢氣也會(huì)有很大的健康問題。針對(duì)現(xiàn)有洗滌塔的水氣分離效率低的缺點(diǎn),為優(yōu)化洗滌塔的結(jié)構(gòu),提高洗滌塔水氣分離效率,降低同等條件下能源消耗量,本文設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的洗滌塔。本文所設(shè)計(jì)的新型洗滌塔不僅利用水的重力勢(shì)能,而且結(jié)合水的動(dòng)能進(jìn)行水氣分離,在充分兼顧兩者的基礎(chǔ)上,對(duì)洗滌塔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,以解決現(xiàn)有洗滌塔存在的體積大、水氣分離效率低的問題。本文建立立式和臥式洗滌塔模型,通過對(duì)模型的條件設(shè)定對(duì)其進(jìn)行單純的流道分析。同時(shí)探究新型洗滌塔相關(guān)特性,將流體分析與結(jié)構(gòu)分析相結(jié)合,探究導(dǎo)流板與氣流夾角的關(guān)系,通過設(shè)置具有工程意義的30°和60°夾角作為對(duì)比,并在驗(yàn)證導(dǎo)流板網(wǎng)格無關(guān)性的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)45°夾角下,導(dǎo)流板與廢氣流成直對(duì)方式所能承擔(dān)導(dǎo)流的作用最為理想。另采用Fluent中DPM模型對(duì)新型洗滌塔進(jìn)行噴淋過程數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)的洗滌塔對(duì)噴淋過程作用下未進(jìn)入下一環(huán)節(jié)前的含濕廢氣處理效果良好,除濕率達(dá)60%以上。此外,對(duì)新型洗滌塔填料層做滲流實(shí)驗(yàn)?zāi)M,設(shè)置四組多孔介質(zhì)區(qū)域Porous模擬真實(shí)填料層,分析發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)化的物理模型反映所設(shè)計(jì)洗滌塔流道結(jié)構(gòu)比較合理。同時(shí)本文通過搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與有限元仿真結(jié)果,證明新型洗滌塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果相吻合,符合設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
【圖文】：

泥處理場(chǎng)和餐廚垃圾處理場(chǎng) 焚化爐及工業(yè)爐等排放 電鍍工廠(電鍍、酸洗、浸鍍作業(yè)) 噴漆房、印刷電路板工廠印刷機(jī)械加工廠油霧廢氣處理惡臭氣體 含硫的化合物:HS、SO2、硫醇、硫醚類 鹵素及衍生物:如鹵代烴等 氧素有機(jī)物:如醇、酚、醛、酮、酸、酯等鹵化物氣體 部分高污染行業(yè)排放廢氣中的無機(jī)鹵代物重金屬?gòu)U氣 汞、鉛、砷、鎘、鉻及其化合物化工生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)均產(chǎn)生上述廢氣，其特點(diǎn)在于廢氣種類多、防治難度大、處理措施單一、廢氣產(chǎn)生環(huán)節(jié)不固定。在整個(gè)環(huán)保處理凈化過程中，洗滌塔是整個(gè)廢氣處理過程中最為必要的設(shè)備，它的存在可以降低環(huán)保核心設(shè)備的處理壓力，對(duì)提高廢氣凈化效率有極大的促進(jìn)作用，如圖 1.1 洗滌塔應(yīng)用于環(huán)保項(xiàng)目。隨著近年來國(guó)內(nèi)環(huán)境保護(hù)政策的不斷推出落實(shí)，在對(duì)廢氣治理方面尤其是工業(yè)生產(chǎn)方面更是日趨緊迫，在對(duì)洗滌塔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面隨著環(huán)保工程項(xiàng)目的推進(jìn)也在不斷發(fā)展中。

洗滌塔是一種氣體凈化處理設(shè)備。它在早期煤化工產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用于除塵和降階段，現(xiàn)階段為滿足污染氣體的初階段治理，從而大量的應(yīng)用于企業(yè)污染廢氣有機(jī)廢氣處理過程中，作為廢氣的綜合處理前期階段效果較好[4]。洗滌塔最早的式非常簡(jiǎn)單，即在洗滌塔通過相關(guān)設(shè)備將水進(jìn)行有效噴淋，噴淋目的在于使噴的水經(jīng)過一定的方向，進(jìn)而在塔體內(nèi)形成一定的噴淋面，，與廢氣或其他形式的相氣體相結(jié)合，并在單純重力的引導(dǎo)下使廢氣經(jīng)過初級(jí)治理，這種形式效率非低。因此，常在塔里增加填料層或者其他板層結(jié)構(gòu)，增大液體與廢氣的接觸比面面積，提高傳質(zhì)的效率，提高氣液兩相在經(jīng)過上述填料層時(shí)接觸的均勻程度[5洗滌塔常見的結(jié)構(gòu)形式多樣，為提高洗滌塔對(duì)于廢氣“洗滌”效率進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合例如將噴淋塔內(nèi)設(shè)置不同形式的填料層和填料結(jié)構(gòu)，提升氣液兩相混合度，擴(kuò)噴淋設(shè)備的噴淋霧化面，從而最終提高洗滌塔對(duì)廢氣的治理效率。洗滌塔按性分為酸性洗滌塔、堿性洗滌塔[6,7]；按形狀也可分為立式洗滌塔、臥式洗滌塔；圖 1.2 和圖 1.3 所示為立式洗滌塔、臥式洗滌塔。按材質(zhì)又可分為 PP 洗滌塔、璃鋼洗滌塔等[8,9]。洗滌塔可作為單獨(dú)單元處理廢氣，也可以搭配相適應(yīng)的單元為廢氣處理的前端。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X701

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