船舶湿式Ⅰ型脱硫塔的实验研究及流场数值模拟
发布时间：2022-02-18 15:19
国际海事组织及联合国海洋环境保护委员会针对船舶尾气硫氧化物的排放实施了严格的限硫法令。船舶Ⅰ型脱硫塔作为尾气处理设备,由于背压小、体积小及脱硫效率高等优点被认为是未来船舶脱硫行业的主要产品,但是该类型脱硫塔中烟气与液滴的气液两相流相互作用机制尚不清楚。本文以某Ⅰ型脱硫塔为研究对象,实验研究了不同喷淋方式和运行参数下脱硫塔脱硫特性,同时建立脱硫塔喷淋气液两相流的理论模型,仿真研究不同参数下脱硫塔脱硫性能,得到脱硫优化方案,主要内容如下:首先,实验研究了不同喷淋方式条件下的脱硫塔脱硫特性。获得了水平喷射、斜向下喷射及不同喷淋层组合喷射方式在不同实验工况下的脱硫特性。结果表明:在一定范围内,提高液气比可以显著提高脱硫率;斜向下喷射的脱硫效果优于水平喷射,但是显著增加了脱硫塔压降,增加了柴油机的能耗;与低位喷淋相比高位喷淋的脱硫性能更佳。其次,基于合理的简化假设,采用欧拉-拉格朗日方法建立气液两相流模型。气相为连续相,喷淋液滴为离散相,同时使用多孔介质模型模拟除雾器,洗涤区液滴碰壁设置为颗粒反射边界条件,以此建立烟气和喷淋液的气液两相流理论模型。同时对四组不同液气比水平喷射进行了数值模拟,并与...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湿法脱硫的研究现状
1.2.2 脱硫塔内部流场数值模拟的研究现状
1.3 本文的研究内容
第2章 船舶脱硫原理装置及实验研究
2.1 船舶脱硫系统原理及装置
2.1.1 脱硫系统原理
2.1.2 脱硫系统装置
2.2 实验介绍
2.2.1 实验内容
2.2.2 脱硫实验边界条件
2.3 实验结果研究分析
2.3.1 水平喷射时液气比对脱硫性能的影响
2.3.2 斜下喷射时液气比对脱硫性能的影响
2.3.3 喷淋层的组合方式对脱硫性能的影响
2.4 本章小结
第3章 脱硫塔物理模型及流场数值理论
3.1 CFD技术理论与应用
3.2 数值理论模型
3.2.1 基本控制模型
3.2.2 湍流模型
3.2.3 液滴运动模型
3.2.4 喷射模型
3.2.5 多孔介质模型
3.3 物理模型及边界条件
3.3.1 物理模型
3.3.2 边界条件
3.4 基本简化与假设
3.5 网格划分及独立性验证
3.6 烟气流场均匀性评判标准
3.7 本章小结
第4章 脱硫塔流场数值模拟结果及分析
4.1 脱硫塔运行参数的模拟优化分析
4.1.1 液气比对脱硫性能的影响及数值模型验证
4.1.2 烟气流速对脱硫性能的影响
4.1.3 喷嘴角度对脱硫性能的影响
4.2 脱硫塔结构参数的模拟优化分析
4.2.1 导流板块数对脱硫性能的影响
4.2.2 导流板长度对脱硫性能的影响
4.2.3 导流板角度对脱硫性能的影响
4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目及学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷淋方向对船舶Ⅰ型脱硫塔内部流场的影响[J]. 王筱蓉,金张良,任贵龙,王继刚. 科学技术与工程. 2019(01)
[2]船舶限硫分析及方案优化研究[J]. 白玉峰. 科学技术创新. 2018(23)
[3]切向进气船用脱硫塔流场的数值模拟研究[J]. 李国诚. 交通节能与环保. 2018(01)
[4]含筛板式托盘的烟气脱硫塔的CFD数值模拟[J]. 杨景香,陈开银. 能源环境保护. 2018(01)
[5]喷淋层组合方式对大型脱硫塔内流动和热湿交换过程影响的数值模拟[J]. 林瑜,陈德珍,尹丽洁. 中南大学学报(自然科学版). 2017(10)
[6]我国海运业发展存在的主要问题及对策建议[J]. 张丽,葛春凤. 港口经济. 2017(02)
[7]CFD技术发展及其在航空领域中的应用进展[J]. 罗磊,高振勋,蒋崇文. 航空制造技术. 2016(20)
[8]船舶废气脱硫塔内流场设计研究[J]. 刘全,孙美君,张曼霞,朱益民. 计算机仿真. 2016(05)
[9]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)
[10]船用脱硫塔塔内气流场的数值模拟研究[J]. 李国诚,郑高. 船舶标准化工程师. 2015(04)
硕士论文
[1]船舶尾气净化工艺与设备研究[D]. 郝姗.北京化工大学 2015
[2]烧结烟气氨法脱硫塔内流场模拟与优化研究[D]. 朱平.武汉科技大学 2015
[3]船舶柴油机废气污染物脱除技术及试验研究[D]. 杨军.哈尔滨工程大学 2015
[4]船舶动力装置海水脱硫系统仿真及试验研究[D]. 盖国盛.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3631070
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湿法脱硫的研究现状
1.2.2 脱硫塔内部流场数值模拟的研究现状
1.3 本文的研究内容
第2章 船舶脱硫原理装置及实验研究
2.1 船舶脱硫系统原理及装置
2.1.1 脱硫系统原理
2.1.2 脱硫系统装置
2.2 实验介绍
2.2.1 实验内容
2.2.2 脱硫实验边界条件
2.3 实验结果研究分析
2.3.1 水平喷射时液气比对脱硫性能的影响
2.3.2 斜下喷射时液气比对脱硫性能的影响
2.3.3 喷淋层的组合方式对脱硫性能的影响
2.4 本章小结
第3章 脱硫塔物理模型及流场数值理论
3.1 CFD技术理论与应用
3.2 数值理论模型
3.2.1 基本控制模型
3.2.2 湍流模型
3.2.3 液滴运动模型
3.2.4 喷射模型
3.2.5 多孔介质模型
3.3 物理模型及边界条件
3.3.1 物理模型
3.3.2 边界条件
3.4 基本简化与假设
3.5 网格划分及独立性验证
3.6 烟气流场均匀性评判标准
3.7 本章小结
第4章 脱硫塔流场数值模拟结果及分析
4.1 脱硫塔运行参数的模拟优化分析
4.1.1 液气比对脱硫性能的影响及数值模型验证
4.1.2 烟气流速对脱硫性能的影响
4.1.3 喷嘴角度对脱硫性能的影响
4.2 脱硫塔结构参数的模拟优化分析
4.2.1 导流板块数对脱硫性能的影响
4.2.2 导流板长度对脱硫性能的影响
4.2.3 导流板角度对脱硫性能的影响
4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间参与的科研项目及学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]喷淋方向对船舶Ⅰ型脱硫塔内部流场的影响[J]. 王筱蓉,金张良,任贵龙,王继刚. 科学技术与工程. 2019(01)
[2]船舶限硫分析及方案优化研究[J]. 白玉峰. 科学技术创新. 2018(23)
[3]切向进气船用脱硫塔流场的数值模拟研究[J]. 李国诚. 交通节能与环保. 2018(01)
[4]含筛板式托盘的烟气脱硫塔的CFD数值模拟[J]. 杨景香,陈开银. 能源环境保护. 2018(01)
[5]喷淋层组合方式对大型脱硫塔内流动和热湿交换过程影响的数值模拟[J]. 林瑜,陈德珍,尹丽洁. 中南大学学报(自然科学版). 2017(10)
[6]我国海运业发展存在的主要问题及对策建议[J]. 张丽,葛春凤. 港口经济. 2017(02)
[7]CFD技术发展及其在航空领域中的应用进展[J]. 罗磊,高振勋,蒋崇文. 航空制造技术. 2016(20)
[8]船舶废气脱硫塔内流场设计研究[J]. 刘全,孙美君,张曼霞,朱益民. 计算机仿真. 2016(05)
[9]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)
[10]船用脱硫塔塔内气流场的数值模拟研究[J]. 李国诚,郑高. 船舶标准化工程师. 2015(04)
硕士论文
[1]船舶尾气净化工艺与设备研究[D]. 郝姗.北京化工大学 2015
[2]烧结烟气氨法脱硫塔内流场模拟与优化研究[D]. 朱平.武汉科技大学 2015
[3]船舶柴油机废气污染物脱除技术及试验研究[D]. 杨军.哈尔滨工程大学 2015
[4]船舶动力装置海水脱硫系统仿真及试验研究[D]. 盖国盛.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3631070
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