【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)鍵問題展開了系統(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,并開發(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,考察了不同運行參數(shù)對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)機理模型,通過文獻數(shù)據(jù)和紅外光譜儀測定的NOx濃度驗證了基于此反應(yīng)機理模型獲得的數(shù)值模擬結(jié)果可信。對工藝參數(shù)的數(shù)值模擬研究表明,停留時間的增加均有利于N02和N2O5的生成；煙氣溫度對N02生成率的影響非常小,但對于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兩相流模型開展了針對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。研究發(fā)現(xiàn),自主開發(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噴淋降溫影響較大,而噴槍用水溫度對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煙溫的控制要求。此外,基于旋流混合原理,開發(fā)了新穎的雙旋流氣氣混合器；采用Fluent軟件對新型靜態(tài)混合器的中心連接件、長/徑比(L/D)、噴管長度、葉片傾斜角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對流場和壓降的影響進行了數(shù)值模擬。通過粒子成像測速(PIV)系統(tǒng)實測的流場分布情況和壓降數(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,變異系數(shù)(COV)小于5%；中心連接件有利于COV的減少,但會增加靜態(tài)混合器的壓降；噴嘴的適宜長度為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間內(nèi)達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證了提出的噴淋吸收塔脫硝模型的可靠性。運行參數(shù)的數(shù)值模擬結(jié)果表明,進氣速度對吸收效率(η)影響甚小,液氣比(L/G)、NO2濃度、吸收液濃度對η均有較大影響。模擬結(jié)果較好的描繪了運行參數(shù)對N02吸收效率的影響,本模型可成為評估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)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X701

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本文編號：2656234