文丘里—环流洗涤煤气除尘组合工艺和机理研究
发布时间:2020-12-08 13:35
煤气化工艺气含尘量大并带有饱和水蒸气,容易阻塞生产装置、影响下游的生产工艺和产品质量,粗煤气中飞灰颗粒物的含量是清洁安全生产的重要指标。其中,微颗粒的脱除也是气溶胶分离领域的热点问题之一。本文针对煤气除尘,开发了“文丘里—环流”组合洗涤除尘技术,首次用环流床替代鼓泡床,并实现了“两段雾化-强制环流-喷淋/除雾”多级洗涤。在表征燃煤飞灰润湿性的基础上,采用实验和计算流体力学(CFD)相结合的方法,考察了装置的水力学特性和除尘性能。飞灰的润湿性研究包括:提出了Gibbs自由能和润湿热判据,可以从热力学上判定飞灰是否自发润湿;测定了飞灰的ξ电位、粒度分布、颗粒形貌特征、元素组成、BET表面积等,计算了颗粒特征值――粒度分形维数和表面积分形维数,考察了颗粒的相似性;藉此揭示了粒径分布、表面特征、飞灰组成对润湿性的影响。在文丘里管研究中,首先基于CFD模拟结果进行了选型,完成了文丘里管的水力学实验,开发了适用于雾环状流的两相文丘里压降半理论模型。然后进行了三相洗涤实验,在文丘里管中借助两段雾化技术高速射流破碎液滴,形成良好的雾环状流,显著增加了液滴相界面,通过液滴对飞灰颗粒的碰撞、拦截完成除尘;...
【文章来源】:中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:155 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
Shell粉煤气化工艺流程图
3图 1-2 德士古水煤浆气化工艺流程图Texaco 水煤浆气化的工艺流程可见图 1-2[4]。原料为煤与水、添加剂、石灰石、氨水研磨制成水煤浆,经加压后与高压氧气由煤浆泵经德士古烧嘴混合后呈雾状喷人气化燃烧室进行气化反应,合成气和熔渣进入气化炉激冷室底部冷却、固化,排出。1.3.2 燃煤飞灰颗粒物研究煤燃烧形成的固渣(飞灰)可分为灰分和烧失量。灰分是指在高温高压条件下,
含的无机矿物质与碳粒形成的固渣。烧失量是没经过燃烧而残留有机物含量高,是煤气化微尘的主要来源[8]。煤的燃烧工艺、煤种煤飞灰的理化性质,如粒径分布、密度、可燃物含量、表观结构等[8],这些性质决定了飞灰的吸水性和润湿性,对后续除尘工艺有飞灰的形成机理形成存在多种机理,主要有矿物颗粒的破碎、聚合、焦炭与无机]。Flagen[9]认为煤粉燃烧时,挥发分升华后向颗粒外扩散,在颗粒规则气孔,有机物基本燃烧完后,矿物质大部分形成多孔玻璃体冷凝后形成超细飞灰,过程如图 1-3 所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]我国现代煤化工产业现状及政策综述[J]. 张鸿宇,周丽,张希良. 现代化工. 2018(05)
[2]现代煤化工技术现状及趋势分析[J]. 王明华,毛亚林,李瑞峰. 煤炭加工与综合利用. 2017(02)
[3]我国现代煤化工面临的环保困境及对策建议[J]. 冉丽君,梁鹏,罗霂,崔积山. 环境保护. 2017(01)
[4]不同燃烧源飞灰细颗粒物理化学特性与润湿性[J]. 孙德帅,朱童,胡晓静,纪勇强,席皓皓,方龙. 环境科学与技术. 2015(08)
[5]北京城区道路灰尘季节性粒度分布及分形特征[J]. 周恋彤,董黎明,赵钰,秦泽敏. 中国环境科学. 2015(06)
[6]煤气化细灰及其原煤的热解特性与官能团特征[J]. 潘婵婵,刘霞,霍威,郭晓镭,龚欣. 化工学报. 2015(04)
[7]自吸式文丘里洗涤器引射特性及其影响因素[J]. 周艳民,孙中宁,谷海峰,苗壮. 化工学报. 2015(01)
[8]大气细颗粒物的污染特征及对人体健康的影响[J]. 陶燕,刘亚梦,米生权,郭勇涛. 环境科学学报. 2014(03)
[9]文丘里管内非对称流动的数值模拟[J]. 蒋燕华,杨茉,郭春笋,沈思苇. 化工学报. 2014(S1)
[10]煤气化细渣组分分析及其综合利用探讨[J]. 杨帅,石立军. 煤化工. 2013(04)
博士论文
[1]燃煤过程中亚微米颗粒形成与排放的研究[D]. 隋建才.华中科技大学 2006
[2]锅炉烟气湿法脱硫理论与工业技术研究[D]. 段振亚.天津大学 2006
[3]气升式环流浆态床流动与传质行为的研究[D]. 张同旺.清华大学 2005
[4]新型多级环流反应器流体力学研究[D]. 李飞.清华大学 2004
硕士论文
[1]文丘里洗涤器对煤灰洗涤性能的研究[D]. 蒋斯麒.中国石油大学(北京) 2016
[2]气液环流水洗塔在烟道气除尘中的性能研究[D]. 倪玉峰.中国石油大学(北京) 2016
[3]动力煤及其燃烧产物物化性质的实验研究[D]. 王斌.华北电力大学 2013
[4]文丘里洗涤器过滤性能研究[D]. 王盟.哈尔滨工程大学 2012
[5]燃煤电厂粉煤灰品质控制技术研究[D]. 姬海宏.华北电力大学(河北) 2009
本文编号:2905176
【文章来源】:中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:155 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
Shell粉煤气化工艺流程图
3图 1-2 德士古水煤浆气化工艺流程图Texaco 水煤浆气化的工艺流程可见图 1-2[4]。原料为煤与水、添加剂、石灰石、氨水研磨制成水煤浆,经加压后与高压氧气由煤浆泵经德士古烧嘴混合后呈雾状喷人气化燃烧室进行气化反应,合成气和熔渣进入气化炉激冷室底部冷却、固化,排出。1.3.2 燃煤飞灰颗粒物研究煤燃烧形成的固渣(飞灰)可分为灰分和烧失量。灰分是指在高温高压条件下,
含的无机矿物质与碳粒形成的固渣。烧失量是没经过燃烧而残留有机物含量高,是煤气化微尘的主要来源[8]。煤的燃烧工艺、煤种煤飞灰的理化性质,如粒径分布、密度、可燃物含量、表观结构等[8],这些性质决定了飞灰的吸水性和润湿性,对后续除尘工艺有飞灰的形成机理形成存在多种机理,主要有矿物颗粒的破碎、聚合、焦炭与无机]。Flagen[9]认为煤粉燃烧时,挥发分升华后向颗粒外扩散,在颗粒规则气孔,有机物基本燃烧完后,矿物质大部分形成多孔玻璃体冷凝后形成超细飞灰,过程如图 1-3 所示。
【参考文献】:
期刊论文
[1]我国现代煤化工产业现状及政策综述[J]. 张鸿宇,周丽,张希良. 现代化工. 2018(05)
[2]现代煤化工技术现状及趋势分析[J]. 王明华,毛亚林,李瑞峰. 煤炭加工与综合利用. 2017(02)
[3]我国现代煤化工面临的环保困境及对策建议[J]. 冉丽君,梁鹏,罗霂,崔积山. 环境保护. 2017(01)
[4]不同燃烧源飞灰细颗粒物理化学特性与润湿性[J]. 孙德帅,朱童,胡晓静,纪勇强,席皓皓,方龙. 环境科学与技术. 2015(08)
[5]北京城区道路灰尘季节性粒度分布及分形特征[J]. 周恋彤,董黎明,赵钰,秦泽敏. 中国环境科学. 2015(06)
[6]煤气化细灰及其原煤的热解特性与官能团特征[J]. 潘婵婵,刘霞,霍威,郭晓镭,龚欣. 化工学报. 2015(04)
[7]自吸式文丘里洗涤器引射特性及其影响因素[J]. 周艳民,孙中宁,谷海峰,苗壮. 化工学报. 2015(01)
[8]大气细颗粒物的污染特征及对人体健康的影响[J]. 陶燕,刘亚梦,米生权,郭勇涛. 环境科学学报. 2014(03)
[9]文丘里管内非对称流动的数值模拟[J]. 蒋燕华,杨茉,郭春笋,沈思苇. 化工学报. 2014(S1)
[10]煤气化细渣组分分析及其综合利用探讨[J]. 杨帅,石立军. 煤化工. 2013(04)
博士论文
[1]燃煤过程中亚微米颗粒形成与排放的研究[D]. 隋建才.华中科技大学 2006
[2]锅炉烟气湿法脱硫理论与工业技术研究[D]. 段振亚.天津大学 2006
[3]气升式环流浆态床流动与传质行为的研究[D]. 张同旺.清华大学 2005
[4]新型多级环流反应器流体力学研究[D]. 李飞.清华大学 2004
硕士论文
[1]文丘里洗涤器对煤灰洗涤性能的研究[D]. 蒋斯麒.中国石油大学(北京) 2016
[2]气液环流水洗塔在烟道气除尘中的性能研究[D]. 倪玉峰.中国石油大学(北京) 2016
[3]动力煤及其燃烧产物物化性质的实验研究[D]. 王斌.华北电力大学 2013
[4]文丘里洗涤器过滤性能研究[D]. 王盟.哈尔滨工程大学 2012
[5]燃煤电厂粉煤灰品质控制技术研究[D]. 姬海宏.华北电力大学(河北) 2009
本文编号:2905176
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