炭基材料脱硫移动床反应器模拟

发布时间：2017-06-07 05:07

  本文关键词：炭基材料脱硫移动床反应器模拟，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：二氧化硫作为主要的大气污染物之一,是造成酸雨的主要原因,对人类健康、农业生产、自然生态环境等造成严重危害。近几十年来,研究者陆续提出多种烟气脱硫方案,其中基于炭基材料的干法脱硫技术是一种能有效脱除烟气中二氧化硫污染物,同时回收硫资源的干法烟气脱硫技术,具有研究和应用价值及前景。在此技术的工业应用中,存在的一个问题是移动床反应器内部在不同位置脱硫能力的不均匀。为解决这一问题,本文以现有的基于炭基材料的干法脱硫技术为背景,通过数值模拟的方法研究反应器内部的两相流。首先建立了颗粒运动的离散单元模型,并通过与文献数据比较验证离散单元法在模拟低速密相颗粒运动的可靠性。采用多孔介质模型对固定床脱硫反应器进行研究,对反应器中烟气中二氧化硫的浓度和速度场进行分析。采用气固耦合的DEM-CFD方法研究移动床脱硫反应器,模拟计算不同反应器结构形式、添加内构件以及不同下料段右倾角的移动床反应器中颗粒运动行为和气体分布规律,对于炭法移动床脱硫过程的进一步深入探究和工业应用开发具有一定参考价值。
【关键词】：烟气脱硫 移动床反应器 气固两相流 DEM-CFD 反应器优化
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ052
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 文献综述14-30
• 1.1 炭法脱硫工艺背景15-18
• 1.1.1 烟气脱硫炭基吸附剂15
• 1.1.2 炭基催化剂脱硫原理15-16
• 1.1.3 炭基催化剂脱硫技术16-18
• 1.2 炭法脱硫动力学18-20
• 1.3 反应器研究现状20-24
• 1.3.1 反应器研究20-24
• 1.3.2 基于炭基材料的烟气脱硫技术工艺参数24
• 1.4 气固两相流研究24-27
• 1.4.1 气固两相流研究方法24-25
• 1.4.2 计算流体力学模拟25-26
• 1.4.3 CFD-DEM模拟26-27
• 1.5 研究意义和内容27-30
• 1.5.1 研究意义27
• 1.5.2 研究内容27-30
• 第二章 DEM模型建立与验证30-38
• 2.1 DEM模型建立30-34
• 2.1.1 硬球模型和软球模型30
• 2.1.2 离散单元法模型30-34
• 2.2 DEM模型验证34-37
• 2.2.1 验证对象34-35
• 2.2.2 模拟条件35-36
• 2.2.3 模拟结果和讨论36-37
• 2.3 本章小结37-38
• 第三章 活性炭烟气脱硫的固定床模拟38-50
• 3.1 活性炭烟气脱硫的CFD模型38-42
• 3.1.1 连续性方程38-39
• 3.1.2 气固相间作用处理39-40
• 3.1.3 脱硫动力学的引入40-42
• 3.2 固定床数值模拟设置及过程42-44
• 3.2.1 模型建立和假设42-43
• 3.2.2 边界条件和初始条件43-44
• 3.3 反应器内流场分析44-49
• 3.3.1 二氧化硫浓度场分布44-48
• 3.3.2 气体速度场分布48-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 移动床烟气脱硫反应器模拟50-66
• 4.1 DEM-CFD耦合模型50-53
• 4.1.1 耦合模型的选择50
• 4.1.2 欧拉多相流模型50
• 4.1.3 DEM-CFD耦合模型50-51
• 4.1.4 活性炭脱硫动力学的引入51-52
• 4.1.5 DEM-CFD求解方式52-53
• 4.2 模型建立和网格划分53
• 4.3 计算条件和边界条件53-54
• 4.4 结果与讨论54-65
• 4.4.1 不同形式料斗的颗粒流动行为55-57
• 4.4.2 添加改流体的漏斗形移动床反应器的模拟结果57-60
• 4.4.3 改变出料段倾斜角对反应器内部两相流动及脱硫行为的影响60-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 结论与展望66-68
• 5.1 论文总结66-67
• 5.2 本文创新点67
• 5.3 下一步工作建议67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 作者及导师介绍74-76
• 附件76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢熙宁;;钢铁行业烧结烟气多污染物协同净化工艺综述[J];冶金经济与管理;2016年01期

2 吴臻;刘雪东;黄令军;;基于CFD-DEM耦合的径向移动床反应器数值模拟[J];中国粉体技术;2013年03期

3 步学朋;郭治;李文华;徐振刚;孙仲超;;活性炭材料脱硫脱硝动力学研究现状[J];神华科技;2011年04期

4 陈俊峰;黄振仁;廖传华;;烟气脱硫在我国的发展现状及研究进展[J];电站系统工程;2008年04期

5 李晓芸;邹炎;蔡小峰;;活性焦脱硫脱硝一体化技术及其错流式反应器脱硫的数值模拟[J];华电技术;2008年01期

6 陈允华;朱学栋;吴勇强;朱炳焕;朱子彬;;两种类型内构件对矩形错流移动床贴壁的影响[J];华东理工大学学报(自然科学版);2007年05期

7 陈允华;朱学栋;吴勇强;朱子彬;;整流子对错流移动床颗粒行为的影响[J];过程工程学报;2007年04期

8 张伟;李春虎;吴建芝;;改性活性半焦脱除烟气中SO_2的反应动力学[J];工业催化;2007年04期

9 张向京;赵风云;胡永琪;;锰改性活性焦烟气脱硫本征动力学[J];化学反应工程与工艺;2006年02期

10 楚英豪,尹华强,刘中正,串亚权,罗德明,胡玉英;活性炭纤维(ACF)脱硫动力学研究[J];四川环境;2001年02期

  本文关键词：炭基材料脱硫移动床反应器模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：428221