在目前超凈排放的背景下,國家相關部門對燃煤電站煙氣污染物排放提出了更嚴格的要求,在SO_2脫除方面,傳統(tǒng)脫硫設備僅通過改造已逐漸難以同時滿足經(jīng)濟性和環(huán)保的要求,亟須開發(fā)和研究更高效、經(jīng)濟的新型脫硫技術和設備。本文將較為成熟的傳統(tǒng)噴淋技術和鼓泡技術結合起來,提出了“噴淋散射”新型脫硫技術。該技術既克服了傳統(tǒng)噴淋塔和鼓泡塔通過改造進一步提升脫硫效率經(jīng)濟性差的主要缺點,同時又保留了噴淋塔和鼓泡塔各自的技術優(yōu)勢,是一種技術上先進、經(jīng)濟性可行的新型脫硫技術,具有較好的研究前景。搭建了噴淋散射塔實驗臺,采用控制變量法探究了液氣比、散射管浸液深度、漿液pH及CaCO_3質量濃度等關鍵運行參數(shù)對噴淋散射塔脫硫效率的影響,結合某電站300MW機組改造的噴淋散射塔簡單分析了噴淋散射塔的能耗。結果表明:在相同工況下新型噴淋散射方式的脫硫效率遠高于傳統(tǒng)噴淋方式或鼓泡方式;隨液氣比、散射管浸液深度、漿液pH及CaCO_3質量濃度的增加,脫硫效率均呈逐漸升高趨勢;對SO_2濃度則體現(xiàn)出比傳統(tǒng)脫硫方式更強的適應性。若僅考慮運行成本,噴淋散射塔的能耗約為噴淋塔的1/2�；陧憫娣ㄌ骄苛诵滦蛧娏苌⑸渌鄠�關鍵運行參數(shù)與脫硫效率的關系,建立了脫硫塔性能預測模型,通過模型分析不僅考察了各因素對噴淋散射塔脫硫效率影響程度而且考察了兩兩因素的交互作用對脫硫效率的影響。結果表明:散射管浸液深度對噴淋散射塔的脫硫效率影響最大,其次是液氣比,而SO_2濃度和CaCO_3質量濃度對脫硫效率的影響相對較小。同時,液氣比與散射管浸液深度以及散射管浸液深度與CaCO_3質量濃度的交互作用均對噴淋散射塔的脫硫效率有重要影響。針對噴淋散射塔建立了氣液流動與脫硫反應過程耦合的三維數(shù)學模型,以雙膜理論為基礎建立了基于增強因子的噴淋散射塔氣液相之間SO_2的簡化傳質模型,并通過Fluent自定義函數(shù)使傳質模型作為相間作用源項與三維氣液流動模型耦合。在一基本工況下將脫除反應穩(wěn)定時實驗臺各測點的模擬結果與實驗值對比,發(fā)現(xiàn)各測點處SO_2濃度的模擬值較實驗值略大,脫硫效率的偏差為2.12%,數(shù)學模型較為準確合理。利用該模型對噴淋散射塔實驗臺其他工況的脫硫效率進行了數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)模擬結果與實驗結果基本吻合。本文針對新型噴淋散射塔進行了實驗及數(shù)學模型的研究,全面了解了噴淋散射塔的脫硫特性并嘗試揭示其高效脫除SO_2的機理,此研究將為噴淋散射塔的進一步設計、優(yōu)化和推廣提供理論基礎。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X773
【部分圖文】：

圖 1-2 噴淋散射塔技術傳統(tǒng)噴淋塔煙氣流動阻力小、鼓泡塔兼具脫噴淋塔和鼓泡塔分別進一步增大液氣比和散固有缺點。該技術可以在小液氣比和較淺的O2脫除效率，能使系統(tǒng)阻力和電耗大大降與數(shù)學模型研究的實驗研究主要是對各類脫硫塔脫硫效率是通過控制變量法探究各個影響因素對脫面的實驗研究還未見報道。如劉國榮等人進行了實驗研究，發(fā)現(xiàn)脫硫效率隨液氣比溫度和流速的增加會降低脫硫效率；潘棟等性，結果表明石灰石漿液 pH 值對鼓泡塔脫顯著；李樹華等人[20]研究了以石灰石為脫

(c) SO2濃度 (d) CaCO3質量濃度圖 4-2 各線性項對脫硫效率的影響通過對表 4-4 中操作參數(shù)交互項的影響檢驗分析可得，液氣比與散射管浸液深度的交互作用對噴淋散射塔脫硫效率的影響較為明顯，大的液氣比和高的浸液深度會帶來較高的脫硫效率，并且在不同的液氣比條件下散射管浸液深度對脫硫效率影響不同。另外，散射管浸液深度與 CaCO3質量濃度的交互作用對噴淋散射塔脫硫效率也有著比較明顯的影響，同時提高散射管浸液深度和 CaCO3質量濃度可以較為有效提高脫硫效率，但在不同的 CaCO3質量濃度條件下增加散射管浸液深度對脫硫效率的提高幅度不同。圖 4-3 所示為液氣比和散射管浸液深度對脫硫效率的響應曲面和響應曲線，從圖 4-3 可以看出，相對于高的浸液深度條件下在低的浸液深度條件下增大液氣比對脫硫效率的影響更為明顯。這可能是因為低浸液深度條件下鼓泡部分由于吸收時間較短對 SO2脫除能力較小[45]，此時噴淋散射塔的脫硫效率會更依賴于噴淋部分，增加液氣比會較為有效的提高脫硫效率。

(a) 響應曲面 (b) 響應曲線圖 4-3 液氣比和散射管浸液深度對脫硫效率的響應曲面和響應曲線圖 4-4 所示為散射管浸液深度和 CaCO3質量濃度對脫硫效率的響應曲面和曲線，從圖 4-4 可以看出，在低的 CaCO3質量濃度條件下相對于高的 CaCO3質量濃度條件下，增大散射管浸液深度對脫硫效率的影響更為顯著。這可能是因為一方面 CaCO3質量濃度增大會提高噴淋部分的脫硫效率和脫硫容量[46]，從而使得鼓泡脫硫過程中的 SO2脫除負荷下降，噴淋散射塔的脫硫效率對散射管浸液深度依賴性減��；另一方面相比于噴淋部分鼓泡脫硫過程更依賴于 CaCO3質量濃度，高的 CaCO3質量濃度條件下 SO2在漿液池中具有較高的傳質效率，漿液對SO2吸收能力較強，此時改變散射管浸液深度對脫硫效率的影響比較小，因此增大散射管浸液深度對脫硫效率的提高沒有低的 CaCO3質量濃度條件下明顯。
【參考文獻】

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1 李莉;張賽;何強;胡學斌;;響應面法在試驗設計與優(yōu)化中的應用[J];實驗室研究與探索;2015年08期

2 藍敏星;;脫硫鼓泡塔pH值及液位對脫硫效率提升的試驗研究[J];中國電力;2015年07期

3 王震;蘇春陽;潘明旭;朱國富;朱祥;李堅;;響應曲面法分析和優(yōu)化鐵水KR法脫硫工藝[J];特殊鋼;2015年03期

4 王春波;白彥飛;;填料塔內噴淋氨水同時脫碳脫硫實驗研究[J];動力工程學報;2015年04期

5 盧泓樾;;燃煤機組煙氣污染物超低排放研究[J];電力科技與環(huán)保;2014年05期

6 居靜;鐘文琪;李穎;周穎倩;王天才;劉飛;;旋轉噴霧塔Ca(OH)_2/NaClO_2聯(lián)合脫硫脫硝數(shù)值模擬[J];東南大學學報(自然科學版);2014年05期

7 荀鵬;;新型催化法煙氣脫硫技術在冶煉尾氣治理工程中的應用[J];四川環(huán)境;2013年06期

8 錢達蔚;張吉超;關夢龍;熊源泉;;撞擊流吸收器濕法同時脫硫脫硝三維數(shù)值模擬[J];中國電機工程學報;2013年29期

9 楊勇平;袁星;黃圣偉;徐鋼;;火電機組濕法脫硫系統(tǒng)能耗的回歸分析[J];工程熱物理學報;2012年11期

10 張曉明;;決策分析中的數(shù)據(jù)無量綱化方法比較分析[J];閩江學院學報;2012年05期

本文編號：2893975