横向冲刷式降膜湿法脱硫反应器的模拟研究
大气污染,尤其SO2污染是我国环境污染问题中日显突出的问题,直接燃煤是造成我国大气SO2污染严重的重要原因。目前，SO2污染已成为制约我国经济、社会可持续发展的重要因素之一，控制SO2污染势在必行。燃煤锅炉烟气脱硫(FGD)仍是当今世界能大规模减排SO2的唯一途径。在FGD技术中,石灰石湿法烟气脱硫(WFGD)仍占主导地位。 传统的湿法烟气脱硫技术成本高，投资大，而且普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题，同时由于烟气携带液滴，易引起背部设备的腐蚀，针对上述问题结合降膜式反应器以及双循环湿式脱硫法的特点，首次提出了一种新型的气液反应器——横向冲刷式双循环降膜湿法脱硫反应器，本文是对于这种新型的降膜湿法脱硫反应器进行数值模拟，与实验数据进行对比，验证实验结果。通过对该反应器脱硫过程的研究，旨在开发出一种适合我国国情的、具有自主知识产权的烟气脱硫技术，并将该技术应用于脱除烟气中SO2。该反应器在保证较高烟气脱硫效率的同时，能有效地减轻或防止尾部烟气带水现象，从而减轻尾部设备的腐蚀，并通过简化脱硫系统达到降低设备投资和运行费用目的，进而推动脱硫设备国产化的进程。 本文推导了碱性浆液脱硫量的计算公式，并基于FLUENT计算软件对两种不同工况的出口烟气的SO2浓度进行了数值模拟，最后建立了液相侧传质-反应模型和横向冲刷降膜式脱硫传质-反应过程求解方法，这必将对横向冲刷式脱硫反应器的设计和优化提供理论上的支撑和依据。 本文首先对横向冲刷降膜湿法脱离器降膜结构圆管与翅片管脱硫过程脱离效率进行了比较和数值模拟，发现从脱硫效果上看翅片管结构优于圆管结构。为了研究翅片管结构参数对脱硫过程的影响，结合实验单循环降膜式脱硫装置对5种结构参数翅片管束在不同工况下进行了对比分析模拟，模拟结果与实验结果吻合较好，表明了8-90°翅片管束在所有翅片管束结构中脱硫效率是最高的，具有较好的传质特性。同时对于不同入口烟气速度和不同脱硫反应器中烟气温度对于脱硫效率影响进行了模拟，结果表明随着入口烟气速度的增加脱硫反应器中的脱硫效率是逐渐下降的，随着脱硫反应器中烟气温度的增加脱硫反应器中的脱硫效率整体逐渐下降，都与试验结果相符。
横向冲刷式降膜湿法;脱硫反应器;数值模拟;结构参数
哈尔滨工业大学
硕士
热能工程
孙锐
2006
中文
X701.3
90
2013-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）