大型燃煤电站锅炉脱硫塔脱硫效率的数值模拟

利用双膜理论建立了脱硫过程的理论模型,以国内某百万千瓦级火电机组烟气脱硫系统的脱硫塔为例进行了数值计算,分析了浆液pH值、入口SO2质量浓度、液气比、锅炉负荷、浆液液滴粒径、喷淋层投运方式及吸收塔塔径等参数对脱硫效率的影响,并与工程实际数据进行了比较.结果表明:数值计算结果与生产现场运行数据比较吻合;各喷淋层的脱硫能力不一样,第3喷淋层的脱硫能力最强,第2喷淋层和第1喷淋层的脱硫能力次之;脱硫效率随浆液pH值和液气比的增大而提高,随入口SO2质量浓度、锅炉负荷和浆液液滴粒径的增加而逐渐降低.     

喷淋塔内塔壁液膜脱硫的模型研究

石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔中塔壁液膜区的形成不可避免,因此需要对其脱硫机理进行研究.将塔壁液膜的流动分为层流和波动层流2种状态,并分别考虑在这2种状态下液膜对SO2的吸收,建立了塔壁液膜脱硫过程的数学模型.模型中涵盖了SO2的吸收、石灰石的溶解、亚硫酸根的氧化和石膏的结晶4个主要的脱硫反应控制步骤,模型计算结果与试验数据吻合较好.     

喷淋式脱硫塔脱硫特性的试验研究

采用两种细度石灰石作为脱硫剂,对喷淋式脱硫塔的脱硫特性进行了试验研究,试验结果表明在一定烟气流速下,脱硫效率随液气比的增大而增大;在高烟气流速下,脱硫效率随液气比的增大而增加的趋势更加显著.脱硫效率随着提高浆液的pH值而提高,随入口烟气SO,浓度增加而下降;石灰石粒径越小,其溶解性好,有利于提高脱硫效率.结合吸收段阻力...     

基于最小二乘支持向量机的氨法烟气脱硫装置脱硫效率预测

针对如何提高氨法烟气脱硫装置脱硫效率的预测精度,建立了以烟气量、喷淋浆液密度、液气比、喷淋塔pH值、预洗涤塔pH值和浓缩槽pH值为输入变量,以脱硫效率为输出量的最小二乘支持向量机（LS-SVM）脱硫效率的预测模型,并运用这一模型对某135 MW机组氨法烟气脱硫装置的脱硫效率进行了预测评判.结果表明：与传统的支持向量机模型进行比较,LS-SVM模型预测结果的最大误差只有传统模型的14%左右;LS-SVM模型所得预测值与实际值的误差小于5%,完全在工程所允许的误差范围之内,模型是可行的.     

大型脱硫塔喷淋段气液两相流动与传热的数值仿真及验证

对大型湿法脱硫塔喷淋段内部的气液两相流动和传热过程进行模拟,并将模拟结果同现场运行数据进行对比.结果表明:良好的喷淋层和喷嘴布置可对塔内烟气流动起到很好的整流作用;在烟气入口对面的浆液池上方存在一气相的最高压区;原烟气的高速冲入对浆液滴的运动轨迹产生明显的影响,使得烟气入口处形成了一个斜向下呈带状的液滴浓度高值区;喷淋塔内温度梯度变化较大的区域在靠近吸收塔入口的位置,且此区域随烟气量的增大而扩大——简单忽略塔内气相温度场的不均匀性势必将给计算带来误差;喷淋塔内的气相温度场和水蒸气浓度场分布有明显的一致性规律,证明了塔内的降温过程主要为蒸发冷却.     

大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计

对大型脱硫塔进行合理模化和简化,采用随机模型确定颗粒初始位置,基于k-ε湍流方程对喷淋脱硫塔进行了空塔和喷淋状态下的流场计算。计算结果表明：喷淋液滴对烟气流场具有强烈的整流作用;在此基础上对脱硫塔来流烟道加以改造,并对改造后的脱硫塔进行了流场计算,计算结果表明,改造后流场更为合理。     

气液双流程烟气脱硫塔内脱硫效率与传质性能的研究

实验采用电石渣做为脱硫剂,对气液双流程液幕式脱硫塔的脱硫性能以及传质特性进行了相关的实验研究。通过实验测试,提出了烟气流量、浆液循环量、液气比值等主要影响参数对液幕式脱硫塔的脱硫性能的影响。同时本研究提出了一个相关气液双流程脱硫塔的传质模型,其形式如:Sh=16.226Reg0.863Rel-1.64和Sh=27.126Reg-0.77(L/G)-1.64。基于气液传质模型,双流塔内浆液与烟气间复杂的气液传质过程可以通过烟气雷诺数,浆液雷诺数以及液气比描述的经验关系式进行定量计算。这些参数的影响规律为研究液幕式湿法烟气脱硫系统中二氧化硫的反应特性及实际工程的应用提供了重要的指导数据。实验发现,浆液循环量增加时,总的脱硫效率相应会提高,液气比增加时,总的脱硫效率也相应会提高。而烟气流量增加时,相应的脱硫效率却随之降低。通过实验研究发现:当液气比大于20L/m3时,脱硫率可达90%以上;然而pH值对传质的影响作用很小。     

湿法脱硫喷淋塔流场均匀性数值模拟研究

采用数值模拟方法,对脱硫喷淋塔内流场均匀性问题进行了数值模拟研究。为改善烟气在塔内的流动状况,分别对不同液气比和不同喷淋层布置情况下的烟气流场进行模拟分析。结果表明,喷淋浆液对烟气流场具有整合作用,通过采取喷淋层的双层布置以及选择合适的液气比,可以显著提高塔内流场的均匀性,有效避免烟气沿塔壁逃逸的现象,并改善塔内的温度分布,提高塔内空间的利用率,进而达到较为理想的脱硫效果。     

燃煤电厂脱硫提效应用研究

在脱硫工程喷淋塔中,由于喷淋层周边与中心区域喷淋液分布密度存在明显偏差,使塔内烟气容易从吸收塔周边区域逃离,从而降低了吸收塔的脱硫效率.为解决这一问题,开发了一种吸收塔增效装置.该装置可以有效弥补脱硫吸收塔内喷淋层布置缺陷,改善塔内烟气分布和气液传质效果,从而提升吸收塔的烟气脱硫效率.针对某一脱硫增效改造工程应用,分析了增效装置在提高SO2脱除率、降低脱硫电耗方面的效果.结果表明,该吸收塔增效装置具有明显的节能减排作用,且安装方便、投资低、运行费用低,对不同大小的吸收塔的适应性强,适合于老机组的吸收塔增效改造.     

装有多孔板的脱硫喷淋塔流场数值模拟研究

以600 MW机组喷淋塔为研究对象,利用Fluent软件,对脱硫喷淋塔进行了空塔和喷淋状态下热态场的数值模拟.计算中选用k-ε模型作为计算模型,并结合拉格朗日颗粒轨道模型,用SIMPLE算法进行计算.计算结果表明,多孔板对塔内流场、温度场和压力场都有一定的影响,小孔径时流场明显均匀化;引入喷淋液后,由于喷淋液滴对塔内流场强烈的整流作用,内部速度明显趋于均匀化.     

石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程的试验研究

利用所建立的并流有序降膜式湿法脱硫装置,对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程进行了试验研究。试验结果表明:沿烟气行程上,脱硫率上升趋势逐步减弱,脱硫率较高时,再提高脱硫率,吸收段高度或液气比要大幅增加,火电厂机组在确定脱硫系统脱硫率时,应有适当选择;脱硫浆液pH值下降,且在吸收塔入口至0.5 m范围内,浆液pH值下降迅速,而后下降变缓;浆液中石灰石含量下降趋势逐步增强;同时浆液中Ca2 、六价硫S6 及四价硫S4 浓度均增加,Ca2 、S6 浓度增加使得石膏过饱和度有所增加。     

喷淋脱硫塔喷嘴外流动数值模拟与实验研究

建立了一个喷淋脱硫塔喷嘴数值模型,研究了影响喷淋脱硫塔内气液传质的喷淋液流量与液膜平均破裂长度、喷嘴初始喷射角、液滴平均粒径的关系。设计了专门的测试平台和单匝螺旋喷嘴,采用快速CCD和数码照相机拍照对液膜和液滴运动进行了测试和分析。模型计算和实验结果均表明:液膜平均破裂长度随喷淋液流量加大而减小;液滴平均粒径减小随喷淋液流量加大而减小;在喷嘴出口缝隙高度等于4.25 mm时,随流量的增大,喷嘴的喷射角随流量的增大反而变小,大于4.25 mm后,在同一喷嘴缝隙高度下,喷射角随喷嘴流量的增加而增加。     

旋流格栅式新型烟气脱硫装置研究

基于喷淋、冲击、自激、旋流的原理,综合了旋流加格栅的特点,以强化气液间的传质。针对影响脱硫效率的主要因素,如液封高度、喷淋液pH值、烟气含湿量及内塔穿孔气速,进行了一系列试验,试验表明,当喷淋量为110.68 m3/h,液封高度调节到1230 mm,烟气的含湿量控制在5.56左右,pH值维持在8～9之间,内塔穿孔气速为14.5 m/s左右时,脱硫效率可达98.5%,是一个较好的工况点。工业应用表明该装置脱硫效率大于97%,设备阻力小于1200 Pa。     

Experimental study on desulfurization efficiency and gas–liquid mass transfer in a new liquid-screen desulfurization system

This paper presents a new liquid-screen gas–liquid two-phase flow pattern with discarded carbide slag as the liquid sorbent of sulfur dioxide (SO₂) in a wet flue gas desulfurization (WFGD) system. On the basis of experimental data, the correlations of the desulfurization efficiency with flue gas flow rate, slurry flow rate, pH value of slurry and liquid–gas ratio were investigated. A non-dimensional empirical model was developed which correlates the mass transfer coefficient with the liquid Reynolds number, gas Reynolds number and liquid–gas ratio (L/G) based on the available experimental data. The kinetic reaction between the SO₂ and the carbide slag depends on the pressure distribution in this desulfurizing tower, gas liquid flow field, flue gas component, pH value of slurry and liquid–gas ratio mainly. The transient gas–liquid mass transfer involving with chemical reaction was quantified by measuring the inlet and outlet SO₂ concentrations of flue gas as well as the characteristics of the liquid-screen two-phase flow. The mass transfer model provides a necessary quantitative understanding of the hydration kinetics of sulfur dioxide in the liquid-screen flue gas desulfurization system using discarded carbide slag which is essential for the practical application.     

循环流化床烟气脱硫中过湿现象的实验研究与分析

在循环流化床烟气脱硫试验研究中，发现的反应塔内的过湿现象，进行了分析与讨论，并研究了过湿现象对脱硫装置的脱硫效率和稳定运行的影响，指出脱硫塔内过湿区既是脱硫反应的主反应区，也是主要的结垢区，它对脱硫装置稳定高效运行起着重要作用。图6参5     

Full-scale simulation of flow field in ammonia-based wet flue gas desulfurization double tower

With the increasingly strict environmental requirements, sintering flue gas desulfurization in double tower had been applied to improve desulfurization efficiency and reduce the “ammonia escape” and “aerosol” phenomena. In this work, the operating conditions of a sintering plant were simulated by ANSYS CFX and the flow fields without and with fluid spray of a full-scale ammonia-based wet flue gas desulfurization (WFGD) double tower were investigated. According to the results, the evaporating tower had a profound cooling effect on flue gas with spray. The gas flow distribution was non-uniform in evaporating tower, which needed further optimizations. The flow with spray was more uniform in both towers. The pressure drop mainly took place in absorption areas of desulfurization tower. The velocity of inlet region with spray was lower than that without spray in desulfurization tower. The temperature decreased along with the forward direction of gas flow due to the heat transfer with spray in desulfurization tower. The study provided useful data for further optimization in order to achieve high desulfurization efficiency.     

烟气除湿喷淋塔出口液滴逃逸率研究

为了降低火电厂烟气含湿量,以新型的上喷淋上进气喷淋塔为研究对象,采用FLUENT模型模拟喷淋塔内两相流体的运动,并与实验验证,采用单变量分析方法研究烟气流速、喷淋液滴直径、喷淋速度、喷淋流量四种因素对出口液滴逃逸率的影响。研究表明：操作条件对出口液滴逃逸率的影响程度液滴直径>进气速度>喷淋流量>喷淋速度;出口液滴逃逸率随着进气速度的增长而线性增长,喷淋流量和喷淋速度则反之;在进气速度3.5 m/s下,当液滴直径小于1.00 mm时,逃逸率随液滴直径减小而迅速上升;当直径大于1.00 mm时,液滴逃逸率几乎为0.0%,不受喷淋流量影响。     

新型双循环降膜湿法脱硫方式的试验研究

提出了一种新型横向冲刷式双循环降膜湿法脱硫方式,研究了串联给浆工况主要运行参数对脱硫效率的影响规律.通过串联给浆和并联给浆的对比试验表明:串联给浆方案具有最佳的脱硫性能.试验发现:本脱硫装置能够缓解系统结垢和堵塞,且出口烟气不携带液滴,烟温高于绝热饱和温度,在实际应用中能够省去烟气再热系统和除雾器装置.     

工业锅炉碱性排污水喷雾脱硫及其机理探讨

本文介绍了将锅炉正常运行时须排放掉的排污水喷入烟道进行烟气脱硫的实验结果，提出高温燃烧下形成的粉煤灰在烟道工况下因喷淋而被活化后，可与二氧化硫发生化学反应、化学吸附、物理吸附，高脱硫效率是粉煤灰多种作用及排污水中和作用的协同结果。