脱硫废水烟道雾化蒸发的数值模拟研究

脱硫废水具有水质复杂、高悬浮物、高含盐量以及重金属种类多等特点，是电厂系统末端最难处理的废水，脱硫废水烟道蒸发是未来脱硫废水处理技术中最具经济性的方案之一。通过计算流体动力学数值模拟方法，建立脱硫废水除尘器烟道蒸发模型，对烟道内脱硫废水蒸发特性进行了仿真计算及理论分析。结果表明：废水雾化液滴直径、烟气温度、烟气流动轨迹均会对废水蒸发效率产生较大影响，烟气速度工况变化对雾化液滴蒸发效率影响较小。雾化液滴直径越小，液滴完全蒸发率越高，发生烟道壁面碰壁概率越小，雾化液滴蒸发速率越快；烟气温度越高，雾化液滴的完全蒸发时间越短，液滴在烟道内的运动轨迹越短，雾化液滴蒸发效率越高；当烟气流动方向和雾化液滴同向流动时，雾化液滴蒸发速率较慢，当控制烟气流动方向与雾化液滴切向垂直流动时，单位时间内液滴蒸发速率较快。     

某660 MW机组脱硫废水烟道蒸发系统设计及运行效果分析

脱硫废水因含盐量高且成分复杂,成为燃煤电厂废水“零排放”的难题,采用烟道蒸发方式予以处理是解决途径之一。在数学建模和Fluent模拟分析的基础上,对雾化粒径为50 μm和60 μm时脱硫废水的蒸发情况进行研究,结果为130 ℃烟气温度下这2种粒径的脱硫废水蒸发时间分别为0.78 s和0.85 s,所消耗的压缩空气量（标准状态）分别为60 m³/min和26 m³/min。以某660 MW燃煤机组为研究对象,根据烟道内流场特点对该机组脱硫废水烟道雾化蒸发系统的设计进行优化。脱硫废水雾化蒸发系统安装运行后,对系统运行数据进行了研究分析。实践结果表明,脱硫废水烟道雾化蒸发系统的运行对脱硫系统、除尘器系统的正常运行没有明显影响,粉煤灰品质的少许变化不影响粉煤灰的品质和资源化利用。     

脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

脱硫废水成分复杂难以回用，一些电厂已开始采用烟道雾化蒸发处理技术对其进行处理。脱硫废水直接喷入烟道会带来腐蚀、积灰、堵塞等问题，设置旁路蒸发塔对脱硫废水进行干燥是一种较好的选择。为研究此项技术，以某330 MW 机组为例，通过计算脱硫废水与烟气的热质平衡，确定了烟气抽取量，建立了物理模型，利用数值模拟的方法对烟气流场进行优化，对喷嘴布置方式、液滴直径、烟气温度等的选择进行稳态模拟。结果表明：抽取烟气量仅占总烟气量的2.27%，烟气流场即能够充满整个蒸发塔；三喷嘴的雾化蒸发效果可以使蒸发塔出口温度达到设计值120℃；液滴直径80 μm 以下，液滴颗粒无贴壁，液滴直径60 μm时蒸发效果好。为延长颗粒停留时间，使颗粒无贴壁、少团聚，宜采用烟气旋流方式、三喷嘴、60 μm雾化粒径以及600 K以上的入口烟气温度。     

脱硫废水烟道蒸发过程数值模拟研究

建立脱硫废水烟道蒸发数值模拟平台,对实验室装置和典型660 MW超临界机组脱硫废水的蒸发过程进行了数值模拟研究。结果表明:基于该平台计算出的结果与实验数据有较好的一致性,模型的准确度较高;烟气温度对脱硫废水蒸发影响较大,温度的升高将促进蒸发的加速;雾化角对蒸发影响较小,但雾化角变大会使积灰加重;非均匀粒径中大直径液滴对蒸发影响较大,完全蒸发时间更长。     

可溶性盐份对脱硫废水液滴烟道蒸发特性影响的数值模拟

为了研究可溶性盐份对脱硫废水在高温烟道气中蒸发特性的影响,对纯水液滴蒸发的理论模型进行了修正,建立了含盐液滴蒸发的理论模型,计算了不同含盐率脱硫废水液滴在高温烟道气中蒸发过程的盐份成壳时间、成壳粒径、盐壳层厚度、传热量、蒸发速率及完全蒸发时间。结果表明,随着液滴含盐率增大,开始成壳粒径与稳定成壳粒径都增大,盐壳层厚度也增大;液滴表面的盐壳层会使其内部液滴的温度升高,随着液滴含盐率增大,液滴完全蒸发所需时间减小;脱硫废水液滴的粒径越大,其表面形成的盐壳层厚度越厚;脱硫废水中可溶性盐结晶析出形成的盐壳层,促进了蒸发过程的热质传递,并可避免盐壳层内部具有腐蚀性的脱硫废水与烟道及相关设备的直接接触。     

脱硫废水旋转雾化及其干燥蒸发特性试验研究

旋转喷雾干燥是实现脱硫废水零排放的一种重要技术手段。利用多普勒三维粒度分析仪(PDA)测试分析了旋转雾化器出口脱硫废水的粒径分布特性,考察了废水组分及物性等对雾化特性的影响;并利用脱硫废水喷雾干燥试验平台开展了不同烟气物性、脱硫废水水质及喷雾干燥条件下的脱硫废水蒸发特性试验研究。结果表明,旋转雾化器具有良好的变工况适应能力,雾化液滴粒径主要集中在30μm以下,高盐废水雾化过程中会产生少量大粒径液滴,但对蒸发过程无明显影响,热烟气与废水流量比在1.0~1.3*10~4m~3/t范围内能够实现良好的干燥效果。     

脱硫废水零排放系统关键参数数值模拟研究

利用数值模拟技术对脱硫废水在电除尘器前烟道中的蒸发技术进行了研究,分析了液滴粒径、烟气温度、烟气流速、废水量、喷射速度、喷射角度等参数对液滴停留时间的影响规律。结果表明,烟气温度越高,液滴粒径越小,喷射量越小,液滴的停留时间就越短;随着烟气流速、喷射速度、喷射角度增大,停留时间呈现不同的变化趋势。研究结果可对工程选型、设计优化提供支撑。     

逆流喷淋浓缩塔中雾化参数对脱硫废水液滴群流动与蒸发特性的影响

烟气余热蒸发能有效实现电厂脱硫废水的浓缩减量,合理的喷嘴雾化参数有利于提高浓缩塔内废水与烟气之间的流动传热并指导其结构设计。该文采用数值模拟方法研究喷嘴全锥角、液滴初始粒径和初始速度对塔内蒸发流动的影响,并对相关因素进行显著性分析。蒸发效率在全锥角50°左右达到峰值36.9%。综合考虑碰壁量和逃逸量,液滴最佳粒径为1500μm,且废水蒸发在液滴速度15～25m/s时更易进行。此外,响应曲面分析表明,液滴初始直径、液滴初速度对停留时间影响较大,而液滴蒸发效率主要受其粒径变化的影响。因此,在设计喷淋浓缩塔的结构时应综合考虑液滴粒径和液滴初始速度。     

锅炉尾部烟道雾化液滴蒸发时间模型计算

针对燃煤锅炉烟道余温蒸发技术处理脱硫脱硝废水以及化学团聚预处理除尘技术,建立雾化液滴的蒸发时间物理模型和数学模型。在模型中考虑了锅炉尾部烟气的实际环境,分析计算水滴的瞬间蒸发速率、不同水滴直径在不同温度烟气下蒸发时间以及水滴直径随不同水滴初始直径和不同温度烟气的变化规律。     

碱回收锅炉脱硫喷枪的模拟研究

以碱回收锅炉的脱硫喷枪为对象,运用数值模拟的方法研究雾化粒径大小、喷射速度和雾化角度对脱硫效果的影响.结果表明:液滴初始雾化直径对蒸发完全时间和水蒸气分布均有较大影响,粒径为400μm的液滴蒸发完全所需时间是粒径100μm的3.96倍;喷射速度和雾化角度对蒸发完全时间和水蒸气分布的影响程度各有不同,但均远小于雾化粒径的...     

旋转雾化蒸发技术对脱硫废水和烟气的适应性研究

开展了脱硫废水旋转雾化蒸发实验,研究了该技术对废水水质和烟气参数的适应性,分析了优化废水蒸发效果的方法。结果表明,旋转雾化蒸发技术对废水盐含量（TDS）、悬浮物含量（SS）、烟气温度和烟气粉尘含量等有很强的适应性。在适当的实验条件下,当废水含盐量高达200000 mg/L,悬浮物含量高达6%,烟气温度≥300 ℃,或烟气粉尘含量高达30 g/m³时,蒸发塔出口和底部灰分的含水率均低于2%,废水蒸发效果良好。此外,增加气液比或提高雾化器转速可有效降低蒸发塔出口和底部灰分的含水率,可用于对废水蒸发进行优化。     

结构尺寸对预膜式雾化喷嘴雾化特性的影响

通过改变预膜式气动雾化喷嘴空气射入角、空气通道直径和环形液膜厚度等关键参数，研究了喷嘴结构参数对雾化特性的影响，得出雾化粒子索太尔平均直径的变化规律，为喷嘴的优化设计提供了依据。     

喷嘴结构对水煤浆喷嘴雾化性能影响的试验研究

水煤浆在燃烧或气化前,必须进行雾化,因为水煤浆雾化后,雾化的颗粒越细小,其比表面越大,越有利于提高燃烧和气化时热和质的交换速率,从而加快燃烧或气化过程,同时还可增进燃烧和气化过程的稳定性。该文对自行开发的新型水煤浆喷嘴进行了雾化性能试验研究,分析了喷嘴各部件结构尺寸对索太尔平均直径(SMD)和喷嘴雾化角的影响规律。结果表明,喷嘴各部件结构尺寸均存在最佳值,在最佳值下SMD最小,雾化颗粒分布最均匀,雾化效果明显变好;而喷嘴各部件结构尺寸对雾化角的影响较小,完全可以通过雾化头的开孔方向来控制雾化角的大小。     

Large Charged Drop Levitation Against Gravity

A hybrid electrostatic-acoustic levitator that can levitate and manipulate a large liquid drop in one gravity is presented. To the authors' knowledge, this is the first time such large drops (up to 4 mm in diameter in the case of water) have been levitated against 1-gravity. This makes possible, for the first time, many new experiments both in space and in ground-based laboratories, such as 1) supercooling and superheating, 2) containerless crystal growth from various salt solutions or melts, 3) drop dynamics of oscillating or rotating liquid drops, 4) drop evaporation and Rayleigh bursting, and 5) containerless material processing in space. The digital control system, liquid drop launch process, principles of electrode design, and design of a multipurpose room temperature levitation chamber are described. Preliminary results that demonstrate drop oscillation and rotation, and crystal growth from supersaturated salt solutions are presented.     

电、水、热三联产机组水处理系统优化

以电、水、热联产联供的600 MW某机组为例,介绍锅炉补给水、凝结水和锅炉给水等水处理系统的工艺特点。针对一级除盐再生周期过长、凝结水溶解氧含量高和水汽系统含有联胺等问题,进行了相关技术改造：水处理系统原水采用海水淡化系统所生成的冷凝水,其水质相当于一级除盐出水,实现旁路一级除盐;改变机组补水方式,将补水以及水泵密封水回水位置由原来的凝汽器热井改至凝汽器喉部,并在凝汽器喉部加装雾化喷嘴;转换给水处理工况,将亚临界锅炉给水处理方式由还原性全挥发处理转换为氧化性全挥发处理,将超临界机组锅炉给水处理方式由还原性全挥发处理转换为加氧处理,停止了联胺在电、水、热三联产机组中的应用。经过优化,原系统存在的问题得以解决。     

Production of oil/water type uniformly sized droplets using aconvergent AC electric field

The authors proposed a new method to produce uniformly sized insulating liquid droplets (such as kerosene or plastic monomer) in immiscible liquid media (distilled water) by means of an applied convergent electric field generated using AC or pulsed voltage. The disintegration mechanism of the liquid column was observed precisely using video images and still photographs. Kerosene droplets with an essentially uniform diameter ranging from 100 to 250 μm were produced synchronously with the applied AC frequency using a nozzle diameter of 100 μm. When the flow rate of the co-flowing liquid surrounding the oil-phase liquid jet was increased, the synchronous frequency became higher and the size of the resulting droplets was decreased due to the elongation of the liquid jet. The disintegration mechanism is most likely the forced oscillation of the liquid jet stimulated by each cycle change of the applied voltage. The droplet size can be widely controlled by varying the AC frequency, nozzle diameter, liquid flow rate and velocity ratio between the oil-phase and co-flowing water     

直接空冷机组增湿系统中压力式雾化喷嘴的特性研究

在实验装置上以清水作为介质,分别对3种不同孔径的压力式雾化喷嘴进行了冷态实验。对压力式喷嘴雾化特性,如喷嘴流量、流量系数、雾化角及雾滴索泰尔平均直径(SMD)等参数随压力和喷嘴孔径的变化关系进行了研究,并根据实验数据计算处理绘制出相关的喷嘴性能实验曲线。     

直接空冷机组空冷单元内喷雾增湿系统的结构优化

基于SIMPLE算法,采用k-ε模型,在综合两相流、传热传质理论并结合实际运行效果的基础上,对600 MW直接空冷机组空冷岛中的1个单元进行数值模拟,分析喷嘴纵向双层四排布置时喷嘴位置、喷雾方向、喷嘴孔径及喷雾压力对空冷凝汽器压力的影响。结果表明:喷嘴双层四排布置时,压力越大喷雾增湿效果越明显;综合考虑雾化效果和喷雾距离,1 mm为孔径的最佳值;当外排喷嘴距风机栈道中心线4 m、距风机平面高度为0.6 m、内排喷嘴距风机栈道中心线2 m、距风机平面高度1.9 m、喷雾方向在xy平面内与y轴正方向夹角为120°、喷雾压力为1.2 MPa、孔径为1 mm时,空冷凝汽器压力降幅最大,可降低8.13 kPa。