燃煤煙氣中SO₂的排放不僅污染空氣、危害健康，而且能夠形成嚴(yán)重的酸雨，同時(shí)是對(duì)我們這樣一個(gè)硫資源相對(duì)短缺國(guó)家的極大浪費(fèi)。加快煙氣脫硫和回收技術(shù)的研發(fā)已成為生存環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的迫切需要。干法煙氣脫硫工藝既可以脫除SO₂，又能實(shí)現(xiàn)硫資源的回收，使其具有良好的應(yīng)用前景。本文提出將干法煙氣脫硫工藝結(jié)合噴動(dòng)床技術(shù)來脫除煙氣中的SO₂，采用層燃鍋爐煙氣中分離出來的半焦顆粒作為干法脫硫的吸附劑，從而達(dá)到以廢治廢的目的。本文針對(duì)噴動(dòng)床內(nèi)半焦煙氣脫硫技術(shù)問題，通過冷、熱態(tài)實(shí)驗(yàn)手段，考察了半焦顆粒在噴動(dòng)床內(nèi)的流體力學(xué)特性和脫硫性能。建立了半焦脫硫動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合氣固兩相雙流體模型模擬了噴動(dòng)床內(nèi)半焦顆粒的脫硫過程，為實(shí)現(xiàn)噴動(dòng)床半焦顆粒煙氣脫硫技術(shù)的開發(fā)與工業(yè)化應(yīng)用提供支持。通過等溫氮吸附/脫附法和HK法解析得到半焦顆粒的微孔比表面積、孔容和微孔孔徑分布曲線；采用電子顯微鏡對(duì)半焦顆�？紫督Y(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，得出其微孔結(jié)構(gòu)多為開孔狹縫型。采用Lennard-Jones勢(shì)能函數(shù)得到了SO₂、O2、H2O和SO3分子與半焦微孔壁面相互... 

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 我國(guó) SO_2污染現(xiàn)狀
        1.1.2 我國(guó)工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀
    1.2 煙氣脫硫研究概況
        1.2.1 干法脫硫劑研究現(xiàn)狀
        1.2.2 干法脫硫機(jī)理和動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 干法脫硫反應(yīng)器的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 噴動(dòng)床反應(yīng)器的研究現(xiàn)狀
    1.3 噴動(dòng)床使用半焦顆粒煙氣脫硫技術(shù)的提出
    1.4 本文研究目的和主要內(nèi)容
第2章 半焦顆粒的表征研究
    2.1 半焦
    2.2 半焦的工業(yè)分析
    2.3 半焦的表面特性
        2.3.1 半焦的比表面積和孔容
        2.3.2 半焦顆粒的微孔結(jié)構(gòu)
        2.3.3 半焦顆粒的孔徑分布
    2.4 半焦煙氣脫硫的吸附勢(shì)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 噴動(dòng)床內(nèi)半焦流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置
    3.2 實(shí)驗(yàn)使用的半焦顆粒
    3.3 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備
        3.3.1 羅茨風(fēng)機(jī)
        3.3.2 流量測(cè)試裝置
        3.3.3 床層壓降的測(cè)量裝置
        3.3.4 動(dòng)壓測(cè)量裝置
        3.3.5 氣動(dòng)閘閥
        3.3.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    3.4 實(shí)驗(yàn)操作步驟
    3.5 噴動(dòng)床內(nèi)半焦顆粒噴動(dòng)特性研究
        3.5.1 床內(nèi)噴動(dòng)狀態(tài)的形成
        3.5.2 床層壓降和最小噴動(dòng)速度
        3.5.3 床內(nèi)氣體速度分布
        3.5.4 噴射區(qū)直徑
        3.5.5 壁面處顆粒速度
        3.5.6 半焦顆粒的損失速率
    3.6 噴動(dòng)床中顆粒濃度的研究
        3.6.1 常用的顆粒濃度測(cè)試方法
        3.6.2 噴動(dòng)床環(huán)隙區(qū)平均空隙率的研究
    3.7 本章小結(jié)
第4章 噴動(dòng)床內(nèi)半焦流動(dòng)特性數(shù)值模擬
    4.1 研究方法
    4.2 氣固兩相流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 連續(xù)性方程與動(dòng)量守恒方程
        4.2.2 固體顆粒相計(jì)算模型
        4.2.3 氣固相間作用計(jì)算模型
        4.2.4 標(biāo)準(zhǔn) k-ε湍流模型
    4.3 數(shù)值模擬過程
        4.3.1 模型的建立
        4.3.2 邊界條件及初始條件
        4.3.3 模型結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格劃分
        4.3.4 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
        4.3.5 氣固兩相流數(shù)值模擬
    4.4 實(shí)驗(yàn)與模擬對(duì)比
        4.4.1 噴泉區(qū)高度對(duì)比
        4.4.2 噴動(dòng)床床層壓降的對(duì)比
        4.4.3 噴射區(qū)氣體速度對(duì)比
        4.4.4 壁面顆粒速度對(duì)比
        4.4.5 環(huán)隙區(qū)平均空隙率對(duì)比
    4.5 模擬結(jié)果與分析
        4.5.1 噴動(dòng)床內(nèi)氣固的速度矢量
        4.5.2 噴動(dòng)床內(nèi)煙氣量的分布
        4.5.3 噴動(dòng)床內(nèi)半焦顆粒速度分布
        4.5.4 顆粒擬溫度分布
        4.5.5 半焦?jié)舛确蔷鶆蚨确植?br>    4.6 本章小結(jié)
第5章 噴動(dòng)床內(nèi)半焦煙氣脫硫?qū)嶒?yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        5.1.1 熱態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        5.1.2 煙氣的基本參數(shù)
    5.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量
        5.2.1 SO_2和 O2氣體濃度測(cè)量
        5.2.2 噴動(dòng)床內(nèi)溫度測(cè)量
        5.2.3 煙氣濕度的測(cè)量
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 床內(nèi)溫度場(chǎng)分布
        5.3.2 噴動(dòng)床與固定床脫硫性能比較
        5.3.3 半焦顆粒的脫硫過程
        5.3.4 傳質(zhì)系數(shù)的影響
        5.3.5 表觀速度對(duì)脫硫效率的影響
        5.3.6 堆積高度對(duì)脫硫效率的影響
        5.3.7 噴動(dòng)床內(nèi)各組分濃度分布
    5.4 本章小結(jié)
第6章 噴動(dòng)床內(nèi)半焦煙氣脫硫特性數(shù)值模擬
    6.1 數(shù)值模擬所用模型
        6.1.1 半焦脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型
        6.1.2 傳熱模型
        6.1.3 組分輸運(yùn)模型
        6.1.4 UDF 功能應(yīng)用
    6.2 計(jì)算網(wǎng)格劃分及邊界條件
    6.3 模擬結(jié)果的分析
        6.3.1 噴動(dòng)床內(nèi)濃度的分布
        6.3.2 床內(nèi) SO_2濃度非均勻度的分布
        6.3.3 模擬值與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比
    6.4 影響噴動(dòng)床脫硫效率的因素
        6.4.1 反應(yīng)溫度對(duì)脫硫效率的影響
        6.4.2 煙氣含氧量對(duì)脫硫效率的影響
        6.4.3 煙氣含濕量對(duì)脫硫效率的影響
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[8]新型炭法煙氣脫硫過程動(dòng)力學(xué)研究[D]. 陳軍輝.四川大學(xué) 2004
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