烟气处理脱硫废水工艺系统烟道结构数值研究

发布时间：2017-08-14 06:02

  本文关键词：烟气处理脱硫废水工艺系统烟道结构数值研究

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【摘要】：随着环保政策要求的严苛,火电机组的脱硫废水”零排放”处理是必然趋势。采用烟气余热处理脱硫废水工艺可使火电厂脱硫废水处理系统的初投资和运行费用较常规处理工艺降低80%,同时提高废水处理效率,社会和经济效益显著。然而,该工艺系统运行时喷嘴喷射出的雾化液滴易运动到烟道壁面,造成烟道壁面结垢、积灰,同时呈酸性的脱硫废水液滴易造成烟道壁面腐蚀。本文拟对烟气处理脱硫废水工艺系统中的尾部烟道壁面附近区域安装烟气再分布板,提高近壁面气流速度,进而形成气流保护层防止液滴运动到烟道壁面以达到防腐效果,主要工作如下：1、对新型雾化喷嘴内部的气液两相流流动特性和雾化特性进行了数值模拟研究,得到了雾化喷嘴的最佳工作性能参数。数值模拟结果表明：本雾化喷嘴可以较大范围地适应脱硫废水变化量的要求同时保证稳定的喷嘴出口液滴雾化要求；在喷嘴外侧风道烟速取80m/s,内侧风道和钝体风道取10/ns的最佳风速组合运动状态下,建议最佳的脱硫废水进口速度选取为6/ns。2、通过数值模拟详细对比分析了安装烟气再分布板和未安装烟气再分布板两种烟道模型中雾化液滴的干燥特性、烟道Z轴向壁面离散相液滴分布规律、脱硫废水液滴雾化蒸发特性,系统验证了安装烟气再分布板对脱硫废水液滴雾化蒸发和对阻止脱硫废水液滴运动到壁面而产生的腐蚀有显著的改善效果。数值模拟结果表明：尾部烟道中最初4m的烟道壁面区域为烟道壁面防腐的重点区域；烟气和脱硫废水液滴混合初始区域的第一组烟气再分布板的安装对流场影响效果最为显著；喷嘴安装位置距烟道前后侧壁面1.4m时,雾化液滴的蒸发和烟道壁面的防腐效果最优。3、对比分析了未安装和安装烟气再分布板两种模型中连续相烟气和离散相脱硫废水液滴的速度场和温度场,得出了脱硫废水液滴雾化蒸发效果和壁面防腐蚀效果的改善机理：烟道中烟气再分布板的安装在烟气烟道壁面内侧形成了一股稳定的保护气流,有效隔绝了液滴与壁面的直接接触。脱硫废水的雾化蒸发对烟气温度场的影响量很小,烟气温度变化值不大。4、对影响烟道壁面防腐和雾化液滴蒸发的烟气再分布板结构参数因素进行数值对比研究,得到了烟气再分布板安装参数的最优方案：安装角度为15°、安装高度为0.1m、安装间距为1.4m、安装组数为8。
【关键词】：烟气处理脱硫废水工艺 雾化喷嘴 烟气再分布板 数值防腐 雾化蒸发
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 发展烟气处理湿法脱硫废水工艺必要性10-11
• 1.2 火电机组湿法烟气脱硫工艺废水处理研究现状11-12
• 1.3 烟气处理脱硫废水工艺研究现状12-13
• 1.4 课题研究内容及其意义13-16
• 1.4.1 课题研究内容13-14
• 1.4.2 课题研究意义14-16
• 第2章 数值模拟理论基础16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 CFD基础16-17
• 2.3 计算模型17-22
• 2.3.1 湍流模型17-18
• 2.3.2 混合模型18-20
• 2.3.3 DPM模型20-22
• 2.4 网格划分22-24
• 2.5 边界条件设置24-25
• 第3章 新型雾化喷嘴流场特性数值研究结果及分析25-30
• 3.1 引言25
• 3.2 体积流量变化规律25-26
• 3.3 体积浓度分布26-28
• 3.4 气液两相流速度场28-29
• 3.5 结论29-30
• 第4章 烟道结构数值研究结果及分析30-51
• 4.1 引言30-31
• 4.2 滴滴碰壁模式的分析与选取31-34
• 4.2.1 离散相液滴碰壁处理方式32
• 4.2.2 液滴碰壁模型选取32-34
• 4.3 蒸发干燥特性34-35
• 4.4 烟道Z轴向壁面离散相液滴分布35-36
• 4.5 脱硫废水液滴雾化蒸发定量研究36-39
• 4.6 烟气和离散相液滴速度场分布39-46
• 4.7 烟道流场内烟气温度分布46-49
• 4.8 本章小结49-51
• 第5章 烟道内烟气再分布板结构优化51-57
• 5.1 引言51
• 5.2 烟气再分布板安装角度和安装高度优化51-53
• 5.3 烟气再分布板组安装间隔距离优化53-55
• 5.4 烟气再分布板安装组数的安装55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第6章 结论和展望57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果62-63
• 致谢63

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本文编号：671092