湿法脱硫烟气带水机理及防治研究

摘要

石灰石-石膏湿法脱硫是目前主流的烟气脱硫技术，系统普遍取消了烟气换热器（GGH），运行时常会产生“石膏雨”现象，给环境带来严重的影响和危害。烟气带水是造成“石膏雨”现象的重要源头。针对湿法脱硫工艺中吸收塔后烟气带水问题，基于CFD数值模拟技术，本文围绕烟气带水的产生机理及防治措施，进行了理论分析和模拟研究，并重点探讨了优化除雾器结构以强化除雾效果的实施方案。
　　针对湿法脱硫系统工艺流程和工作原理，对烟气带水的形成机理和影响因素进行了系统分析。针对烟道带水的问题，提出强化除雾效果、提高净烟气温度、优化烟囱设计、优化运行调整等主要的防治措施，其中吸收塔除雾效率低是最主要的影响因素，强化除雾效率是解决烟气带水最直接有效的措施。
　　探讨了除雾器CFD模拟的一般方法。在除雾器内部工作条件不变情况下，各叶片通道内的流动情况差别不大，因此简化了除雾器，选取除雾器任意两个叶片间区域，采用二阶迎风离散格式配合三角形网格，对除雾器二维模型进行网格划分，建立气体液体两相流动模型，连续相气体采用RNG k-ε模型，离散相液滴采用颗粒轨道模型，在稳态条件下，模拟除雾器通道内的流动情况。
　　针对某型除雾器产品，在确定的烟气运行条件下，以在一定的压降条件下有更高的除雾效率为优化目标，进行了结构优化研究。对比模拟了四种常用板片，确定流线型带倒钩板片是最佳板片样式；根据现有带倒钩板片结构，对倒钩叶片间距进行了模拟优化，结果表明当叶片间距为30mm，压降较低且除雾效率更高；在确定的板间距条件下，对倒钩的结构参数和位置参数进行了模拟优化，得到了较佳的倒钩参数组合：钩片直段距离20mm、钩片圆弧段半径25mm、钩片圆弧段角度35°，以及倒钩高度位置下降10mm。在一样的工艺参数下，优化后的倒钩除雾器与现有的对比，效率增加了约12.5％。
　　研究表明优化除雾器结构参数，明显增强了除雾效果，降低脱硫后烟气湿度，减少石膏雨产生。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 论文研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究目的及意义

1.4 主要研究内容

第二章 烟气带水机理分析

2.1 湿法脱硫工艺及工作原理

2.2 湿法脱硫后烟气含湿量

2.3 烟气带水的形成机理分析

2.4 本章小结

第三章 烟气带水防治措施

3.1 强化除雾器效果

3.2 烟囱优化设计与改造

3.3 净烟气加热

3.4 本章小结

第四章 除雾器流场分析与CFD模型

4.1除雾器结构与流场

4.2气液两相流数值模拟理论基础

4.3气液两相流CFD模型

4.4除雾器CFD模型建立

4.5本章小结

第五章 除雾器流场数值模拟与结构优化

5.1四种板型除雾器模拟分析

5.2流线型倒钩叶片结构板间距优化

5.3 流线型倒钩除雾器钩片结构优化

5.4流线型除雾器倒钩位置优化

5.5优化前后除雾效率比较

5.6小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 下一步论文展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢