燃煤锅炉烟气脱硫系统传热传质特性研究

摘要

湿法脱硫是一项相对成熟，脱硫效率较高的脱硫技术。然而由于它的高成本性，让一些企业望而却步。因此，如何在保证脱硫效率的基础上降低运行成本就显得尤为重要。本文以此为目的，提出一种可利用余热的燃煤锅炉烟气脱硫系统，在保证脱硫效率的基础上利用余热。
　　本文将主要从喷淋脱硫塔传热传质模型的建立、喷淋脱硫塔传热传质过程特性研究、喷淋脱硫塔非稳态工作特性研究和烟气脱硫-余热回收系统设计及工作特性研究等四个方面进行研究：
　　通过了解湿法脱硫的基本原理、计算待处理烟气的物性参数和控制脱硫塔的相关尺寸，为保证高效脱硫设定前提条件。在此基础上，根据能量守恒、质量守恒以及一些变化过程分别对液相和气相深入分析并建立脱硫塔内传热传质的数学模型，得到相关变量的函数关系。
　　利用数值方法求解数学模型，得到反应过程中烟气温度、烟气含湿量、浆液温度、脱硫效率以及换热量之间的相互关系。对系统内的一些关键参数进行特性分析：包括反应区高度、烟气进口温度、浆液进口温度和气液比，用理论说明脱硫效率随着脱硫浆液温度的升高和液滴粒径的减小而增大的结果。
　　联合喷淋塔内传热传质模型的建立以及分析传热传质特性的研究，利用能量守恒构建包括脱硫塔和敞口浆液池的脱硫系统的数学模型；通过微分方程求解数学模型，得到浆液温度的非稳态函数关系式，得到脱硫系统的浆液平衡温度随着烟气进口温度、室外风速、敞口浆液池面积负相关以及和环境温度正相关的关系。
　　最后基于哈尔滨供热集团华汇热电节能改造工程进行案例分析。以研究脱硫浆液最终平衡温度的数值为对象，在已有的脱硫系统基础上增加一个余热回收器，并进行运行特性研究。以此工程结合实际探讨影响因素以及对该系统进行经济性分析，得到此烟气脱硫-余热回收系统是一项盈利的、节能的以及适宜投资的项目。
　　本文重点将脱硫效率和与热回收相结合，探讨在保证一定的脱硫效率基础上，研究最大量回收余热的方式以及影响因素分析，为企业实际运行工程提供理论和数据参考。

目录

第1章 绪 论

1.1课题背景和意义

1.2国内外研究现状及分析

1.3主要研究内容

第2章喷淋脱硫塔传热传质模型的建立

2.1喷淋脱硫塔工作原理

2.2喷淋脱硫过程热量传递分析

2.3塔内传热传质模型的构建

2.4本章小结

第3章 喷淋脱硫塔传热传质过程特性研究

3.1 传热传质模型的求解

3.2塔内换热介质关键参数变化规律

3.3换热量沿程变化规律及分析

3.4烟气进口温度的影响规律

3.5浆液进口温度的影响规律

3.6塔内热力参数随气液比变化规律

3.7本章小结

第4章 烟气脱硫系统动态工作特性研究

4.1集成系统数学模型构建

4.2 系统变工况非稳态特性研究

4.3本章小结

第5章 烟气脱硫-余热回收系统设计及工作特性研究

5.1烟气脱硫-余热回收系统数学建模

5.2 工况条件对系统工作特性的影响

5.3经济性分析

5.4本章小结

结论

参考文献

声明

致谢