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1、燃煤電廠煙氣脫硫吸收塔內過程優(yōu)化及脫硫廢水的零排放處理重慶大學博士學位論文學生姓名：鄧佳佳指導教師：潘良明教授專業(yè)：動力工程及工程熱物理學科門類：工學重慶大學動力工程學院二O一五年四月StudyonOptimizationofCoalCombustionPowerPlantWFGDSprayScrubberProcessandZeroDischargeofWFGDWastewaterAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDoctor
2、’sDegreeofEngineeringByDengJiajiaSupervisedby:PanLiangmingSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsCollegeofPowerEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2015中文摘要摘要我國的大氣污染屬典型的煤煙型污染，以粉塵和酸雨危害最大，而酸雨問題實質就是SO2污染問題。石灰石/石膏濕法脫硫（WFGD）噴淋塔為燃煤電廠尾氣脫硫提供了解決辦法，但目前脫硫塔內三維
3、SO2吸收反應模型學術界還沒有形成統一的認識。另外，近幾年來，公眾對包括霧霾等引起的對可吸入顆粒物污染的關注，隨著WFGD的大規(guī)模應用，使得對脫硫塔內高濕環(huán)境中可吸入顆粒物的遷移特性以及WFGD系統的脫硫廢水處理零排放的研究越來越引起關注。對以上問題的研究具有很重要的學術和現實的工程意義。本文在提出漿液滴SO2吸收修正模型的基礎上，采用數值模擬的方法研究了噴淋塔內的流場結構及脫硫過程。同時還考慮水蒸氣對可吸入顆粒物的影響，研究了脫硫塔內高濕環(huán)境中的可吸入顆粒物的遷移特性。在首次對脫硫廢水煙道零排放處理進行了系統的可行性研究的基礎上，設計開發(fā)了相應系統
4、并進行了現場試驗。本文得到的主要研究成果如下：1）以石灰石/石膏濕法脫硫塔為對象，在分析漿液滴吸收SO2的機理的基礎上，提出了漿液滴SO2吸收修正模型，將其與Euler-Lagrange多相流模型結合建立了脫硫塔內兩相流動及傳熱傳質模型，利用軟件的用戶接口，自編程序定義了漿液滴表面發(fā)生的SO2吸收反應，模擬結果與文獻吻合很好。利用以上模型，首次系統研究了脫硫吸收塔主要技術參數對脫硫效率及流場分布的影響機理，得到了主要技術參數對脫硫效率及流場的影響，擬合得到了不同液氣比下的脫硫效率計算關系式。并根據該計算關系式，對高脫硫率脫硫系統的裕度的微觀機理進行了
5、研究，為脫硫系統裕度設計提供了理論依據與方法。2）基于Euler-Lagrange多相流模型，首次提出了可吸入顆粒物過飽和水蒸氣中的蒸汽凝結長大模型，編制了CFD程序的相應接口程序，建立了脫硫塔內高濕環(huán)境中可吸入顆粒物演化及遷移模型，并得到了不同液氣比條件下脫硫塔內的蒸汽凝結對可吸入顆粒物演化及遷移特性的影響關系，研究表明脫硫塔的液氣比越高，其可吸入顆粒物的脫除效率越高。3）基于Euler-Lagrange多相流模型與液滴蒸發(fā)模型，對廢水處理系統的氣粒兩相流動進行模擬，根據模擬結果對該技術進行可行性論證，探討煙道結構、煙氣溫度、液滴粒徑和噴嘴的安裝位
6、置等因素對廢水蒸發(fā)效果的影響，從而確定利用煙氣的余熱來處理脫硫廢水的合理技術方案。并設計優(yōu)化了電廠脫硫廢水零排放處理系統裝置，進行了現場試驗研究。通過采集電廠的相關參數，研究該裝置對電廠除塵器和脫硫系統的影響，試驗結果顯示該裝置不會對電廠的安全穩(wěn)定運I重慶大學博士學位論文行造成影響，系統運行能夠達到處理脫硫廢水的預期目標，實現了利用煙氣余熱的脫硫廢水零排放。4）采用Euler-Euler多相流模型、顆粒群動力學模型及顆粒沉積動力學模型，建立了煙道內水霧環(huán)境下的顆粒群行為及演化機理研究模型，模擬煙道內的顆粒群行為及演化過程，以及煙道底部沉積層與顆粒聚并
7、的相互影響。研究發(fā)現煙道內的顆粒粒徑因為聚并而增加，煙道內的沉積主要以重力沉積為主，隨著噴霧量增加，煙道中開始出現灰分沉積現象。關鍵詞：濕法脫硫，可吸入顆粒物，過程優(yōu)化，零排放，顆粒群動力學II英文摘要ABSTRACTTheairpollutionofChinaistypicalcoalcombustionpollution.ThemainpollutionsareinhalableparticlesandSO2.Thelimestone-gypsumWFGD(WetFlueGasDesulfurization)sprayscrubberbecame
8、themainstyleofdesulfurizationtool,butthereisn’tawellpr
