直接接触式烟气冷凝器的热质传递数值模拟研究

发布时间：2020-12-27 19:06

　　二氧化碳是造成全球温室效应的主要气体,过量排放所造成的环境问题给人类带来了严峻的挑战。富氧燃烧技术作为减少二氧化碳排放的一种新技术,为解决温室效应问题提供了方案。该系统中烟气冷凝器的作用是将燃烧产生的烟气进行冷凝,并取出其中大部分的水蒸气。直接接触式烟气冷凝器作为应用设备,有成本低、结构小的优势,但是对于直接接触式烟气冷凝器的机理,目前还处于研究阶段。本文利用商用CFD软件Fluent来模拟喷嘴喷淋水滴在一个圆柱形的腔室内对富氧燃烧过程产生的烟气进行冷凝的过程。模拟的结果与课题组的实验数据保持了良好的一致性.本文通过改变冷凝器在运行过程中的参数,对冷凝器在不同条件下的运行情况进行模拟,研究了冷却水初始温度、喷淋角度、冷却水流量、冷凝器不同直径和高度对传热特性的影响。通过模拟冷凝器在不同条件下的传热传质结果,得到了冷却水的在不同初始温度、质量流量和喷淋角度下的烟气出口温度和冷凝率。另外,本文对不同直径和高度的冷凝器进行了模拟,得到了直径为2.4m、2.6m、2.8m、3m及3.5m在高度为3m、5m、7m、9m和11m情况下烟气的出口温度、水蒸气的摩尔浓度和传热量。通过对冷凝器在不同直径... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

富氧燃烧系统流程图

图 1-2 世界各机构富氧燃烧技术研究发展情况图 1-2 看到 2005 年以后，这项技术取得了较快发展，有很多公司或机构对该技术进行研究。2008 年德国黑泵建造了第一台 30mw 的实验装置，用于研究富氧燃烧技术。2009 年法国通过 Lacq 项目建造了 30mw 的天然气富氧燃烧装置，来加快该技术的发展。2011 年 CS 能源公司在澳大利亚也建造了 30mw 的富氧燃烧电站。2011年 CIUDEN 的研究中心在西班牙通过研究，建造 20MW(th)的煤粉锅炉和 30MW(th)的流化床设备作为配套设施，由此可见欧洲在富氧燃烧技术方面处于领先地位。在2015 年英国和美国也都投入了大量资金来建造富阳燃烧电站加快对该项技术的研究，美国在 2010 年有能源部资助花费了十几亿美元建造了 168mw 的电站。英国也在 2013 年建造了 426MW 的富氧燃烧电站[15]。1.2.2 国内研究现状

8图 2-1 直接接触式烟气冷凝器示意图；2 冷却水出口；3 烟气排布装置；4 外壳；却水入口；8 汽水分离器；9-烟气出口传热传质模型如图 2-1 所示，塔内湿烟气与冷却水淋水温度与进口烟气露点温度的变化，在塔内存在顶部进口烟气的露点温度低于喷淋水温度时，水出的温差存在，水出现吸热蒸发现象，湿烟气被冷却与冷却水不断发生换热，烟气温度逐渐降低，烟气断冷凝，并随冷却水流出冷凝器。无论进口烟气的

【参考文献】：
期刊论文
[1]中国富氧燃烧技术研发进展[J]. 郑楚光,赵永椿,郭欣.  中国电机工程学报. 2014(23)
[2]0.15MW循环流化床富氧燃烧试验研究[J]. 段翠九,谭力,赵科,吕清刚.  中国电机工程学报. 2012(S1)
[3]600MW富氧燃烧系统过程建模及优化[J]. 孔红兵,柳朝晖,陈胜,张倩,郑楚光.  中国电机工程学报. 2012(02)
[4]燃煤机组富氧燃烧发电的生命周期评价[J]. 陈春香,马晓茜.  中国电机工程学报. 2009(S1)
[5]利用LNG冷能的间接冷冻法海水淡化流程及其初步分析[J]. 沈清清,林文胜,顾安忠,黄建民.  低温与超导. 2009(04)
[6]换热器强化传热技术的研究进展[J]. 李安军,邢桂菊,周丽雯.  冶金能源. 2008(01)
[7]新型换热器及其技术进展[J]. 张平亮.  炼油技术与工程. 2007(01)
[8]二元冰技术的最新进展[J]. 章学来.  制冷空调与电力机械. 2006(03)
[9]我国能源供需与新型工业化能源战略[J]. 梁金修.  宏观经济管理. 2006(04)
[10]煤粉在富氧条件下燃烧特性的实验研究[J]. 樊越胜,邹峥,高巨宝,曹子栋.  中国电机工程学报. 2005(24)



本文编号：2942311