基于fluent软件的喷雾脱硫工艺的仿真模拟研究

发布时间：2021-05-14 22:13

　　生活水平的提高使得人们日益重视生活的质量,然而由于二氧化硫所导致的对于生态环境及社会经济的危害使得公众谈之色变,而钢铁及焦化等行业更是二氧化硫的主要排放点。近年来,随着最严格的环境保护法的正式实施,脱硫技术的应用对工业需求越来越重要,基于计算模拟的脱硫工艺设计与优化也引起了国内外学者的广泛关注。本文以喷雾干燥塔为研究对象,基于CFD技术并通过fluent仿真软件对旋转喷雾半干法脱硫过程中的操作参数进行了模拟及分析。首先,在一定的假设简化的基础上,利用建模软件建立物理模型和网格划分软件将研究对象划分为非结构化四面体网格。其次,由于脱硫塔的流场由烟气中的连续相和液滴中的离散相组成,所以选取了湍流模型（k-ε模型）和离散相模型（DPM模型）作为理论基础。采用有限体积法、SIMPLE算法和显式差分格式,以入口速度和压力为初始条件,利用UDF函数在ANSYS fluent软件中嵌入SO₂在气液中的传质过程并对脱硫塔内的速度、压力和离散相分布等物理场进行了模拟和分析。一、研究了实际生产中工艺参数对脱硫效率的影响,为了确定二氧化硫吸附活性组分的含量和类型,采用离子色谱法分析了不... 

【文章来源】：上海应用技术大学上海市

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 环保政策的出台
        1.1.2 二氧化硫的危害
    1.2 现行脱硫技术
        1.2.1 燃烧前脱硫技术
        1.2.2 燃烧中脱硫技术
        1.2.3 燃烧后脱硫技术
    1.3 数值模拟的优越性
        1.3.1 有限差分法
        1.3.2 有限元法
        1.3.3 有限体积法
    1.4 数值模拟综述
        1.4.1 喷淋塔模拟研究
        1.4.2 喷雾干燥塔模拟研究
    1.5 论文意义及研究内容
第2章 生产参数分析
    2.1 前言
    2.2 样品分析-离子色谱法
        2.2.1 离子色谱分析结果
        2.2.2 离子色谱原理
        2.2.3 结果分析及汇总
    2.3 工艺参数分析
        2.3.1 烟气参数汇总及分析
        2.3.2 脱硫效率影响因素分析
    2.4 结论
第3章 冷态模拟及分析
    3.1 前言
    3.2 fluent软件简介
        3.2.1 数值模拟技术
        3.2.2 数值模拟求解步骤
    3.3 脱硫塔的物理模型、基本操作参数
        3.3.1 物理模型
        3.3.2 基本操作参数
    3.4 数学模型的选取
    3.5 分析截面和线段的选取
    3.6 模拟结果及分析
        3.6.1 圆形单入口时的流场分布
        3.6.2 不同入口速度时的流场分布
        3.6.3 不同流量时的流场分布
        3.6.4 矩形入口时的流场分布
        3.6.5 双入口下不同夹角时的流场分布
    3.7 结论
第4章 喷淋模拟及分析
    4.1 前言
    4.2 数学模型及理论
        4.2.1 气液传质理论
        4.2.2 传热理论
        4.2.3 离散相模型
    4.3 模型图及模拟工况
    4.4 分析截面及液滴的选取
    4.5 模拟结果及分析
        4.5.1 工况A
        4.5.2 工况B
        4.5.3 工况C
    4.6 结论
第5章 总结及展望
    5.1 主要结论
    5.2 论文展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]卧式喷淋塔烟气脱硫的数值模拟[J]. 田海军,邢奕,宋存义,童震松,赵荣志,苏伟,张秋林,冷廷双.  工程科学学报. 2018(01)
[2]装有旋流板的脱硫喷淋塔流场数值模拟研究[J]. 刘仲然,卢玫,薄佳燕.  能源工程. 2017(05)
[3]新型半干式旋流脱硫塔内气固两相流的数值模拟研究[J]. 宋健斐,王迪,张慧敏,侯智.  现代化工. 2017(02)
[4]煤化工行业主要环境污染物来源及污染防治对策[J]. 胡志伟,刘涛,满杰,吕庆銮.  山东化工. 2016(24)
[5]烟气脱硫卧式喷淋塔的数值模拟[J]. 李睿,苏伟,宋存义,邢奕,童震松,张秋林,朱生俊,冷廷双.  环境工程学报. 2016(10)
[6]脱硫塔内烟气流场影响因素数值模拟[J]. 范旭.  热力发电. 2016(02)
[7]不同喷淋层布置的脱硫塔流场优化数值模拟[J]. 丁开翔,郭永红,王勇强,孙保民,康志忠.  电站系统工程. 2016(01)
[8]湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析[J]. 武春锦,吕武华,梅毅,俞宝根.  化工进展. 2015(12)
[9]切圆喷雾式湿法脱硫塔内流场数值模拟及优化分析[J]. 刘定平,肖尚.  环境工程. 2015(10)
[10]离子色谱法测定烟气脱硫石膏中半水亚硫酸钙的含量[J]. 郭中宝,徐丹华,袁庆丹,梅一飞,马振珠.  理化检验(化学分册). 2015(01)

硕士论文
[1]喷雾干燥脱硫塔内气液两相流动与传热传质动态特性[D]. 杜孟伊.重庆大学 2008
[2]石灰湿式烟气脱硫工艺系统运行参数研究与优化[D]. 黄运波.太原理工大学 2004



本文编号：3186422