CFB-FGD工艺烟气增湿过程温湿度场的试验研究

摘要

在循环流化床烟气脱硫过程中,气液之间的离子反应是影响SO2脱除效率的关键因素。本文以多级喷动流态化烟气脱硫工艺热态实验台为实验对象,运用两种测量方式对脱硫塔内温湿度场的分布特性进行了研究,为深入认识循环流化床工艺脱硫机理,优化结构及运行参数奠定了基础。本文在传统温湿度测量方法的基础上自主设计了一种双回路抽气式温湿度测量装置,并应用该装置对脱硫塔内气固液三相共存条件下的温湿度进行准确测量。热态实验研究结果表明,在喷嘴雾化区域内温度沿径向呈双峰分布,湿度呈“W”型分布,蒸发强度先升高后降低,在距喷嘴出口200mm处达到最大值。在入口烟温为180℃、喷浆量8kg/h、气液质量比为0.2的运行条件下,液滴在距喷嘴出口800mm处蒸发完毕。为了进一步深入认识多级喷动流态化烟气脱硫塔内温湿度场的分布特性,以纯水代替脱硫剂浆液,采用可移动的网状测量装置及基于MGCS开发的温湿度数据采集系统,通过改变雾化质量、烟气入口参数以及脱硫塔局部结构,对塔体截面的温湿度场进行了试验研究。研究结果表明,在循环流化床内,受液滴蒸发环境和液滴性质的影响,相同质量的纯水干燥完毕所需时间比实际脱硫剂浆液要长;雾化水量的增加,一方面使液滴存在的时间增加,另一方面也使得塔内液相反应温度降低,导致SO2与液相之间的传质阻力降低,将有利于脱硫反应的进行;随着气液比增加,液滴在塔内的分布更加趋于均匀,而液滴存在区段缩短,相应的气液接触时间也变短;烟气流速降低,塔内主反应区,液滴存在区段略有缩短,但相应的SO2与水接触的时间则显著增加。研究表明,钝体结构不仅能够有效矫正塔内流场的偏转,防止雾化颗粒的碰壁,还能改善流化状态,使温湿度场分布特性更加趋于均匀。本文的研究可为脱硫塔结构以及运行参数的优化,提供设计依据。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1 我国SO_2污染状况

1.1.2 我国SO_2污染控制对策

1.2 燃煤中SO_2控制技术研究概况

1.2.1 湿法烟气脱硫技术（WFGD）

1.2.2 干法烟气脱硫技术（DFGD）

1.2.3 半干法烟气脱硫技术（SDFGD）

1.3 温湿度测量方法概述

1.3.1 温度测量方法

1.3.2 湿度测量方法

1.4 循环流化床烟气脱硫机理

1.5 本文研究目的及主要内容

第2章 试验对象及试验设备

2.1 热态试验系统

2.1.1 多级喷动流态化烟气脱硫塔

2.1.2 烟风系统

2.1.3 雾化发生系统

2.2 测量系统

2.2.1 温度测量

2.2.2 湿度测量

2.2.3 动压测量

2.2.4 气液流量测量

2.3 数据采集系统

2.3.1 WP-LCD-SSR 64 路巡检仪

2.3.2 MGCS组态

2.4 本章小结

第3章 喷雾干燥过程温湿度场的测量技术研究

3.1 喷雾干燥过程温湿度场的测量方法

3.2 双回路抽气式测量装置的可行性分析及标定实验

3.3 相对湿度的计算方法

3.4 浆液喷雾干燥过程的温湿度场实验研究

3.5 本章小结

第4章 脱硫塔温湿度场的分布特性研究

4.1 湿球温度计的标定及采集数据的使用说明

4.1.1 湿球温度计的标定说明

4.1.2 湿球温度采集数据的选用原则

4.2 用湿球温度表征烟气湿度的理论分析

4.3 脱硫塔干燥特性研究

4.4 雾化条件对脱硫塔内温湿度场分布特性的影响

4.4.1 雾化水量对脱硫塔内温湿度场分布特性的影响

4.4.2 气液比对脱硫塔内温湿度场分布特性的影响

4.5 脱硫塔入口条件对塔内温湿度场分布特性的影响

4.5.1 入口烟速对脱硫塔内温度场分布特性的影响

4.5.2 入口烟温对脱硫塔内温湿度场分布特性的影响

4.6 塔内构件（钝体）对温度场分布特性的影响

4.7 本章小结

结论

参考文献

附录 正文涉及的彩图

致谢