烧结机尾气氨法脱硫吸收过程实验与数值模拟研究
我国钢铁冶炼以“烧结(球团)和焦化—高炉—转炉”的流程为主。据统计,烧结工艺所产生的SO2的排放量达到了钢铁行业总排放量的70％以上,并呈上升趋势。烧结机脱硫已经成为我国节能减排工作的重点。长期以来,焦化工序产生的废氨水的处理难度极大,将焦化废氨水用来处理烧结机产生的SO2既节约了脱硫成本,又解决了废氨水的处理问题,产生的硫酸铵是一种资源,符合可持续发展的要求。 本文以烧结机排放的烟气中SO2为研究对象,以氨法脱硫为研究手段,首先建立了脱硫塔内SO2的吸收模型和气液运动模型,运用FLUENT软件模拟了脱硫塔内的流场和SO2浓度场等,发现:喷淋对脱硫塔浆液池液面以上的烟气流场影响很小;无喷淋时,烟气在脱硫塔喷淋段的流场分布较均匀,增加喷淋后,喷淋段流场分布不均。此外,分析了脱硫塔内SO2浓度场,发现SO2浓度变化明显的地方是喷嘴形成的液膜的地方,说明喷淋液膜没有破碎之前脱硫效果最好,SO2的脱除是靠喷嘴附近的浆液吸收完成的,SO2浓度场的模拟为脱硫塔的优化设计提供了有利手段。 本文从实验的角度考察了各关键因素(pH、液气比、初始SO2浓度、烟气温度、浆液浓度)对脱硫效率的影响,发现:pH在4.0～4.5时对脱硫率影响不大,在4.5～7.0时对脱硫率影响比较明显;液气比与脱硫率在一定范围内线性关联较好;初始SO2浓度越高,脱硫率越低;一定范围内的温度变化对脱硫率影响不大;吸收浆液浓度越高,脱硫率越低。 本文模拟了各关键因素(pH、液气比、初始SO2浓度、烟气温度、浆液浓度)对脱硫率的影响,并将模拟值和实验值进行了比较,发现:低pH条件下,模拟值和实验值对脱硫效率的影响趋势不符,高pH在一定程度上相符,但存在较大的偏差;不同液气比脱硫效率的模拟值和实验值之间存在10%以上的偏差,液气比为10L/m3时,模拟曲线出现转折点,实验曲线没有转折点;初始SO2为3000mg/m3时,在液气比小于12L/m3曲线段SO2脱除率模拟值与实验值变化趋势相关性比较好,液气比大于12L/m3时,变化趋势不相符。初始SO2为1000mg/m3时,在液气比大于10L/m3曲线段SO2脱除率模拟值与实验值变化趋势相关性比较好,液气比小于10L/m3时,变化趋势不相符。3000mg/m3和1000mg/m3初始SO2浓度的脱硫率模拟值和实验值偏差较大;温度越高模拟的脱硫率越高,与实验结论不符;模拟的浓度为15%的浆液脱硫效率最高,实验结果6%和15%的浆液脱硫效率相当。在一定范围内,低浓度浆液的脱硫效率高,模拟结果和实验结果之间有一定的偏差。
钢铁冶炼;烧结机;废气处理;氨法脱硫;数值模拟
湘潭大学
硕士
化工过程机械
刘吉普;叶恒棣
2011
中文
X757;X701.3
57
2014-01-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）