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烟气脱硫喷淋塔本体设计与分析

热力发电 2004年第1期33卷 29-31页

作者：郭毅李荫堂李军西安交通大学陕西西安710049

对湿式烟气脱硫喷淋塔本体尺寸进行了分析 ,结合已有的工程设计经验 ,给出了确定喷淋塔本体尺寸的具体步骤 ,并讨论了设计应考虑的主要问题。

关键词：烟气脱硫喷淋塔本体设计吸收塔传质单元数烟气脱硫系统火力发电厂

工业锅炉小型湿法烟气脱硫喷淋塔入口倾角优化的数值模拟

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热科学与技术 2011年第2期10卷 174-179页

作者：杜谦王建峰高建民赵广播吴少华哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

基于计算流体力学(CFD)平台的FLUENT软件,针对某工业锅炉小型湿法烟气脱硫喷淋塔进行了优化设计的数值模拟。采用欧拉-拉格朗日(E-L)方法分别描述烟气和液滴的运动,计算分析了不同烟气入口角度下的速度场、塔中轴线压力及温度变化,同时... 详细信息

基于计算流体力学(CFD)平台的FLUENT软件,针对某工业锅炉小型湿法烟气脱硫喷淋塔进行了优化设计的数值模拟。采用欧拉-拉格朗日(E-L)方法分别描述烟气和液滴的运动,计算分析了不同烟气入口角度下的速度场、塔中轴线压力及温度变化,同时分析了不同截面上加权平均SO2摩尔分数分布,依据模拟结果提出喷淋塔烟气入口角度选取10°左右较为合理。

关键词：湿法脱硫优化喷淋塔 SO2摩尔分数

基于新型液包气喷嘴的湿法烟气脱硫喷淋塔结构优化研究

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基于新型液包气喷嘴的湿法烟气脱硫喷淋塔结构优化研究

作者：余海龙华南理工大学

学位级别：硕士

随着燃煤电厂的二氧化硫(SO2)污染气体排放标准渐趋严格，脱硫技术的改进刻不容缓。石灰石(石灰)—石膏湿法烟气脱硫(WFGD)作为世界上燃煤电厂应用最广的脱硫方法，其核心设备是脱硫吸收塔。喷淋塔是国内最常用的脱硫吸收塔类型，具有... 详细信息

随着燃煤电厂的二氧化硫(SO2)污染气体排放标准渐趋严格，脱硫技术的改进刻不容缓。石灰石(石灰)—石膏湿法烟气脱硫(WFGD)作为世界上燃煤电厂应用最广的脱硫方法，其核心设备是脱硫吸收塔。喷淋塔是国内最常用的脱硫吸收塔类型，具有维护简单，运行稳定，脱硫效率高的特点。由于引进技术消化不足，存在喷嘴雾化能力不够，内部结构设计不合理等问题，有必要对此进行优化研究。在确保脱硫效率的前提下兼顾成本经济性与运行可靠性是吸收塔结构优化设计的核心，对现有既定结构喷淋塔的结构优化设计主从塔内喷嘴及喷淋层两方面考虑。石灰石浆液以散落液滴的形式存在于喷淋塔内，与周围烟气中的SO2发生传质化学反应。因此，液滴作为典型传质反应区域代表，减小气液两相间的传质阻力即可强化SO2吸收反应。利用双膜理论对单个液滴建立一维传质数学模型，模拟结果表明：减小液滴直径可降低液膜和气膜中传质阻力，增加液滴在塔内停留时间，有效提高脱硫效率，合适的雾化液滴直径应为dp=170500μm。由于喷淋塔现有的雾化喷嘴难以满足上述雾化液滴直径尺寸，基于气力式喷嘴雾化机理，开发出一种内置拉法尔气体喷管的新型“液包气”超细雾化喷嘴。通过实验测得喷嘴的雾化性能特性：在液压和气压小于0.5MPa下，喷嘴的雾化颗粒直径＜250μm;喷嘴的雾化角在400°之间;推导出喷嘴的液气质量比与压力比的关系式为Pli/Pai=0.04552w-1.04888，得到了喷嘴的气液质量比存在一个临界点为0.057。基于“液包气”喷嘴雾化性能，针对我国WFGD存在的问题提出了喷淋塔优化设计的总思想，根据某电厂喷淋塔设计了喷嘴及喷淋层的结构改造参数和施工方案。现有喷淋层的管道布置为鱼骨状，为了降低管内压损，将喷淋层的支管布置成与塔壁等距的环状，并将气管主管与浆液主管相向布置以节省空间。根据喷嘴的雾化性能特性确定喷淋塔中喷嘴的雾化角52°和流量73.077m3/h;根据工艺确定浆液管和气管的直径。结构优化后的喷淋塔脱硫性能实验表明：因新增风机引入喷淋塔内的新空气对脱硫效率基本无影响;烟气流量和烟气流速对脱硫效率的影响趋势一致;浆液pH对脱硫效率影响较大，在试验其它参数不变的情况下，优化系统的脱硫效率与浆液pH值存在近似的线性关系：η=0.398+0.819pH。

关键词：湿法烟气脱硫喷嘴喷淋塔结构优化

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湿法脱硫喷淋塔流场模拟与结垢研究

湿法脱硫喷淋塔流场模拟与结垢研究

作者：刘娟华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

在我国,火电厂引起的大气环境污染越来越受到了人们的重视。本文研究了不同参数对脱硫效率、结垢的影响：运行中浆液pH值应控制在5.2-5.6之间;钙硫比低于1.18可保证系统的稳定运行;浆液中应提高镁离子和钠离子的浓度,这些离子可以缓解... 详细信息

在我国,火电厂引起的大气环境污染越来越受到了人们的重视。本文研究了不同参数对脱硫效率、结垢的影响：运行中浆液pH值应控制在5.2-5.6之间;钙硫比低于1.18可保证系统的稳定运行;浆液中应提高镁离子和钠离子的浓度,这些离子可以缓解系统结垢的发生目前,石灰石-石膏湿法脱硫技术为最成熟脱硫技术,被广泛应用,但在实际运行中,结垢问题危害着脱硫系统安全稳定运行。本文运用Fluent软件对600MW脱硫喷淋塔内两相流进行数值模拟,分析塔内流场分布。本文使用Gambit软件进行建模和网格划分,采用了湍流k-ε模型、离散相DPM模型、多孔介质模型为基础,使用Simple算法在Fluent软件中模拟了塔内的三维流场和温度场,讨论了不同负荷工况、进口烟气角度对流场、温度场分布和系统结垢的影响。从模拟结果来看,喷淋液体对塔内烟气流场具有整合作用。随着系统负荷的降低,塔内流场分布均匀,涡旋强度减小,但可能发生结垢现象。烟气入口角度向下倾斜有利于流场均匀分布,但倾斜角不易过大,也不易过小,一般以15度为宜。模拟分析了除雾器结垢前后流场分布,除雾器结垢易使塔内上部流场不稳定,涡旋增大。该模拟为脱硫喷淋塔优化设计提供了依据,根据模拟、计算结果总结了结垢对脱硫系统的危害,并提出了相应的防治措施。

关键词：湿法脱硫结垢喷淋塔流场

液膜分离中乳珠在喷淋塔中的分散及平均粒径关联式

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膜科学与技术 1994年第3期14卷 1-5页

作者：王向德陈新棉

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一种喷淋塔除尘器结构改进的性能研究

一种喷淋塔除尘器结构改进的性能研究

作者：侯峰伟兰州理工大学

学位级别：硕士

湿式除尘是现代工业中极其重要的空气净化手段。随着大气污染的日趋严重和各工业部门烟气排放标准的提高,性能较高的湿式除尘器便成了严格的要求和考虑。同时,湿式除尘的机理还很不完善,于是湿式除尘机理的研究更显得尤为重要了。本文... 详细信息

湿式除尘是现代工业中极其重要的空气净化手段。随着大气污染的日趋严重和各工业部门烟气排放标准的提高,性能较高的湿式除尘器便成了严格的要求和考虑。同时,湿式除尘的机理还很不完善,于是湿式除尘机理的研究更显得尤为重要了。本文针对工业生产常用的喷淋塔除尘器进行结构改进,对其改进前后进行除尘实验,从喷水量、入口粉尘浓度等几方面来对比分析改进前和改进后除尘器的除尘性能,并且通过实验得出了喷水量与除尘效率的关系,由此给出了最优用水量。通过实验得知,喷淋塔除尘器改进装置,不但继承了原有喷淋塔重量轻、结构简单、价格便宜的优点,而且改进后的结构除尘效率得到较大提高,对各种粒径的粉尘除尘效率都比较高,是一种值得推广和应用价值较高的除尘设备。本文对喷淋塔水雾除尘机理进行了研究。通过分别对惯性碰撞、截留、扩散等不同过程的分析以及彼此间的联系的剖析,推导出了除尘效率的理论计算公式,并且和实验结果进行对比。这些研究为湿式除尘理论的完善提供了理论依据和技术支持。

关键词：湿法除尘喷淋塔改进结构除尘效率喷水量最优水量

工业锅炉湿法脱硫喷淋塔流场优化与传质数值模拟

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工业锅炉湿法脱硫喷淋塔流场优化与传质数值模拟

作者：王建峰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

工业锅炉是仅次于燃煤发电锅炉的第二大煤烟型污染源,随着我国环保要求的提高,小型工业锅炉也要求加装脱硫设施。湿法烟气脱硫是目前世界上应用最广泛最成熟的技术,在该技术应用塔型中,喷淋塔占主导地位。针对东北地区高寒、燃用低硫煤... 详细信息

工业锅炉是仅次于燃煤发电锅炉的第二大煤烟型污染源,随着我国环保要求的提高,小型工业锅炉也要求加装脱硫设施。湿法烟气脱硫是目前世界上应用最广泛最成熟的技术,在该技术应用塔型中,喷淋塔占主导地位。针对东北地区高寒、燃用低硫煤的特点,采用热烟气再热的简易湿法烟气脱硫技术是一种适用小型工业锅炉的经济安全的脱硫技术。但采用热烟气再热会损失部分脱硫效率,为满足环保要求,需采用高效脱硫塔。针对工业锅炉喷淋塔小型化的特点,有必要开展提高喷淋塔性能的研究。本文根据东北地区实际运行工业锅炉的喷淋塔进行流场优化及传质数值计算,为该系统优化提供依据。本文采用商用软件Fluent,首先选取已有文献小型喷淋塔为研究对象,以验证选取模型及算法的合理性,结果表明模型及算法可以放大到实际塔体;然后模拟了实际塔体塔内相关参数的变化规律,并分析了SO2在塔内吸收变化规律;最后对某实际运行的工业锅炉小型湿法烟气脱硫喷淋塔进行了模拟以优化设计。本文采用已有文献小型塔体进行模型验证,模拟结果表明,本文模拟中做出的基本假设、选取Realizable k-ε模型、SIMPLE算法和离散化方式合理,可以应用到实际塔体中进行模拟。本文针对某实际运行工业锅炉喷淋塔内参数变化规律进行了研究。模拟结果表明:随高度增加压降、温度和SO浓度呈现先增加后减小的总体变化规律。本文最后对某工业锅炉小型喷淋塔塔体结构和内构件进行了优化。结果表明:综合压降、温度、速度和脱除效率等,烟气入口建议采用10°;烟气入口宽度和塔径比选用0.8;喷淋层交叉角度选取30°;烟气出入口布置方式采用同侧布置,但需根据实际空间决定布置方式;“雨披环”采用下倾角度60°、长度为200mm、安装两层。

关键词：烟气脱硫喷淋塔数值模拟流场优化气液传质

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湿法脱硫喷淋塔数值模拟

湿法脱硫喷淋塔数值模拟

作者：汪洋华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

本文以一种典型的石灰石—石膏湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,根据塔内工况,以紊流k -ε模型及颗粒轨道模型为理论基础,采用有限体积法,运用交错网格,以速度和压力为原始变量,用Gambit软件构造网格节点,再运用Fluent软件计算了脱硫喷淋... 详细信息

本文以一种典型的石灰石—石膏湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,根据塔内工况,以紊流k -ε模型及颗粒轨道模型为理论基础,采用有限体积法,运用交错网格,以速度和压力为原始变量,用Gambit软件构造网格节点,再运用Fluent软件计算了脱硫喷淋塔内三维流场和温度场;讨论了烟气入射角度以及喷淋层布置对脱硫的影响。从计算结果看,烟气倾斜入射明显优于水平入射;不同高度喷淋对脱硫效率影响显著。并根据这些结果做出了相应的设计和运行定性分析,所得结论与实际相符。最后在这些分析的基础上,有针对性地提出合理的优化措施建议,以期为吸收塔的优化设计提供理论参考,并为我国自行研制、设计脱硫设备提供借鉴。

关键词：两相流喷淋塔 k-ε双方程模型数值模拟

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船舶烟气脱硫喷淋塔数值模拟

船舶烟气脱硫喷淋塔数值模拟

作者：樊宏帅哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着海洋运输业的快速发展,船舶带来的SOx污染问题日益突出。国际海事组织(IMO)对船舶SOx排放进行了严格规定,采用烟气脱硫方法是应对IMO相关规定的最具吸引力的方案。本文综合比较了目前主流的烟气脱硫工艺并结合船舶自身情况,采用海... 详细信息

随着海洋运输业的快速发展,船舶带来的SOx污染问题日益突出。国际海事组织(IMO)对船舶SOx排放进行了严格规定,采用烟气脱硫方法是应对IMO相关规定的最具吸引力的方案。本文综合比较了目前主流的烟气脱硫工艺并结合船舶自身情况,采用海水作为吸收剂,吸收塔则采用结构简单,易于维护的喷淋塔。以喷淋塔内流场温度场以及SO2在塔内的吸收过程为研究对象。使用ICEM-CFD软件对简化后的喷淋塔模型进行四面体/六面体混合网格划分,根据相关假设采用欧拉—拉格朗日多相流模型,κ-ε湍流模型,在CFX软件中设置边界条件,选择高精度二阶向后欧拉算法,计算喷淋塔内流场和温度场。使用CEL语言将SO2吸收过程编制成源项载入,计算SO2吸收情况。考察不同烟气入口角度,烟气速度,液滴直径等对塔内流场和温度场的影响并选择了用于吸收模拟的烟气入口角度和液滴直径。考察了液滴直径,液气比,烟气速度等对SO2吸收效果的影响。计算结果表明,不同烟气入口角度时塔内压降相差不大。但塔内不同高度截面处的速度分布均匀度以及液滴蒸发量对不同烟气入口角度较敏感,结合喷淋塔自身结构强度,最终选取15°的烟气入口角度。液滴直径小于0.7mm时,烟气流动可显著影响液滴的下落运动,部分液滴会被烟气带出塔外,造成反混,对传质不利。最终选择直径≥0.7mm的液滴进行吸收模拟。液滴与烟气发生热交换并很快达到动态平衡,根据选择的液滴,液滴蒸发时温度下降约1.1 K,质量减少约0.3%,液滴的挥发对液滴运动的影响可忽略。喷嘴下方SO2浓度低,脱硫效果较好,塔壁区域SO2浓度较高。沿塔高方向,SO2的浓度逐渐下降。液滴直径越大,脱硫率越低。烟气流量为3000 m3/h ,液气比为6 L/m3时,直径为0.7 mm和1.5 mm的液滴脱硫率相差51.3%。合理的烟气速度可以增加脱硫率,脱硫率随液气比增加而增加,但增速逐渐下降,达到本文要求的脱硫率所需液气比为 9 L/m3。

关键词：船舶海水法脱硫喷淋塔流场温度场 SO2吸收