烟气急冷塔及污泥干燥的数值模拟研究

发布时间：2020-03-24 18:31

【摘要】：对于生物质/废物燃料发电厂,更严格的法规要求进一步减少因污染物释放和过度使用外部淡水对环境造成的负面影响。为应对这一问题,在烟气(Flue gas,FG)清洁系统之后,烟气冷凝器(Flue gas condenser,FGC)之前添加洗涤过程(又称烟气急冷塔)变得更加普遍。与此同时,发电厂产生大量的污水,而污水处理过程将产生大量的污泥,研究表明污泥干燥是实现污泥再利用的重要处理过程。利用烟气余热对污泥进行干燥有利于节省能源的消耗。烟气急冷塔(Flue gas quench,FGQ)在生物质或废物燃料热电联产(Combined heat and power,CHP)工厂中发挥着重要作用,因为它可以将烟气清洁,能量回收和废水处理联系起来。增强水分蒸发有利于急冷塔内循环水中污染物的浓缩;但是,当不使用烟气冷凝器时,会导致大量的淡水消耗。同时,利用烟气余热对污泥进行干燥也将影响烟气冷凝器的运行,进而影响CHP系统的能效。为了深入理解FGQ的运行,以及FGQ和污泥干燥对CHP系统的影响,本文主要利用FGQ和污泥干燥模型对两部分进行数学模拟,并将两者集成到建立的CHP系统模型中以研究其对整合系统的影响。基于模拟结果,研究了循环水的流量、温度、以及烟气的流量和含水量对FGQ运行的影响。计算结果对如何减少废水排放和外部淡水的使用提出了指导原则。结果表明,存在一个循环水流量与烟气流量之比的极值(L/G_(max)),其可导致最高的水分蒸发。当需要将污染物浓缩在循环水中时,应使用更高的循环水温度,更接近L/G_(max)的循环水流量与烟气流量之比,或更低的进口烟气含水量;而当需要减少淡水消耗时,应采用较低的循环水温度,较大的循环水流量与烟气流量之比,或较高的进口烟气含水量。烟气急冷塔数学模型可集成到模拟CHP工厂的Aspen Plus模型中,以评估FGQ对CHP系统的影响。研究结果表明,当FGQ运行时,虽然CHP系统的产热量和能源效率有所降低,但是FGQ的运行使得污水量降低8.6%。同时,本文对干燥模型进行了验证并研究了污泥进泥速率对干燥过程的影响,进而说明了利用烟气余热进行污泥干燥的可行性。
【图文】：

图 1-1 烟气处理流程图Fig. 1-1 Flowchart of flue gas cleaning针对上述系统，，可以得出烟气急冷塔对烟气冷凝器中余热回收和系统的水平衡产

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【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773

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本文编号：2598686