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湿法脱硫喷淋塔流场模拟与石膏雨治理研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 我国能源现状

1.1.2 课题研究的意义

1.2 湿法脱硫技术简介

1.2.1 湿法脱硫技术原理

1.2.2 湿法脱硫系统简介

1.3 湿法脱硫国内外研究进展

1.4 脱硫系统石膏雨研究现状

1.5 本文的主要研究内容

第2章石 膏雨产生的原因

2.1 石膏雨形成机理

2.1.1“石膏’’的成因

2.1.2“雨"的成因

2.2 影响石膏雨形成的因素

2.2.1 除雾效果

2.2.2 净烟气温度

2.2.3 pH值

2.2.4 烟囱结构

2.2.5 液气比

2.2.6 浆液密度

2.2.7 环境条件

2.2.8 其他因素

2.3 小结

第3章 湿法脱硫系统吸收塔内流场模拟

3.1 Fluent简介

3.2 脱硫塔内气动特性

3.3 数学模型

3.3.1 烟气流场控制方程

3.3.2 浆液液滴控制方程

3.3.3 液滴与气相耦合方程

3.3.4 物质输运模型

3.3.5 多孔介质模型

3.3.6 模型简化与假设

3.4 数值计算方法

3.4.1 SIMPLE算法简介

3.4.2 数值计算流程

3.5 300MW湿法脱硫机组概况

3.5.1 机组概况

3.5.2 优化方案

3.6 网格划分

3.7 边界条件

3.8 本章小结

第4章 脱硫塔模拟结果及分析

4.1 无喷淋情况下模拟结果及分析

4.2 有喷淋下模拟及分析

4.2.1 脱硫塔内喷嘴喷射图

4.2.2 改造入口对脱硫塔流场影响

4.2.3 导流板对脱硫塔流场影响

4.2.4 不同类型喷嘴对脱硫塔流场影响

4.2.5 塔内温度场分布及分析

4.3 最佳改造方案的确定

4.4 本章小结

第5章 湿法脱硫系统石膏雨危害及防治措施

5.1 湿法脱硫系统石膏雨危害

5.2 防治措施

5.2.1 设计条件的防治对策

5.2.2 设备选择的防治对策

5.2.3 运行中的防治对策

5.3 技术改造可行性

5.4 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢

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摘要

石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术由于成本低、稳定性高和脱硫效率高等优点,是目前世界上应用得最广泛的一项脱硫技术。由于气气换热器严重的堵塞和腐蚀问题,新建机组中均不再设GGH。GGH的取消带来了严重的石膏雨问题,影响了电厂运行的安全性和周边环境。为系统的解决石膏雨问题,本文从石膏雨的成因、石膏雨形成的影响因素和除雾器性能等方面进行研究。文中利用fluent软件模拟并优化脱硫塔内烟气流场,以期提高脱硫效率和除雾效率。
  本文通过fluent软件模拟某300MW脱硫喷淋塔内两相流,在无喷淋和有喷淋两种情况下分析流场分布情况。本文利用Gambit软件构建模型,烟气流动采用了标准k-ε湍流模型,喷淋采用离散相DPM模型,除雾器用多孔介质模型来处理。塔内的三维流场和温度场的计算用Simple算法。针对系统严重的石膏雨问题,讨论不同入口方式和导流板布置对脱硫塔流场的影响。根据不同入口和不同导流板的模拟表明:在优化入口和弧形导流板这种改造方案下,吸收塔内各喷淋层截面和除雾器截面气流流速分布最均,且大部分分布在除雾器最佳工作流速附近。
  文中最后从系统设计、设备选型和运行控制等三个方面讨论了脱硫喷淋塔石膏雨的防治措施,并以某300MW机组为例,分析了技术改造的可行性和经济性。本课题通过研究石膏雨的防治措施,进而指导脱硫塔的优化设计和运行。

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