噴淋塔和鼓泡塔式濕法脫硫的工藝比較

利用fluent軟件對噴淋塔空塔的流場進(jìn)行三維數(shù)值模擬。在計(jì)算中選擇k-ε模型作為計(jì)算模型,用simple算法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明噴淋塔形狀對流場有很大的影響,此結(jié)果對現(xiàn)場運(yùn)行以及噴淋塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用。

在建立的試驗(yàn)臺(tái)上,以壓力作為間接指標(biāo),采用旋流噴嘴和螺旋噴嘴,對噴淋塔單層噴淋工況下的霧化性能進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)表明,塔斷面壓力、斷面上霧化粒徑及霧滴在噴淋段分散不均勻,對氣流分布的作用不明顯;隨循環(huán)液流量或氣體流量增大,斷面平均靜壓、全壓減小,噴淋段阻力增大,霧化粒徑減小;噴嘴形式對噴淋塔的霧化系統(tǒng)影響較大。相比較而言,螺旋噴嘴單層布置噴淋段霧化較均勻,利于均勻分布?xì)饬鳌?/p>

通過國際流行的商用cfd(computationalfluiddynamics)軟件fluent及其前處理軟件gambit對濕法脫硫立式噴淋空塔的流場進(jìn)行數(shù)值模擬.計(jì)算中選用k-ε模型作為計(jì)算模型,用simple算法進(jìn)行計(jì)算.計(jì)算結(jié)果表明,噴淋塔的煙氣入口角度對流場內(nèi)煙氣分布具有較大的影響,通過分析比較找出最佳角度范圍.得到的結(jié)論和現(xiàn)場運(yùn)行所出現(xiàn)的問題基本吻合,這說明應(yīng)用k-ε模型用于脫硫塔流場的計(jì)算,從理論上對脫硫塔流場做出預(yù)報(bào)是可行的.此結(jié)果對現(xiàn)場運(yùn)行及噴淋塔的改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)作用.

利用商用cfd軟件fluent,采用k—ε模型和simple算法,針對濕法脫硫噴淋塔空塔內(nèi)部的三維流場進(jìn)行了數(shù)值模擬,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對比分析不同煙氣入口角度對噴淋塔內(nèi)部氣相流場的影響,獲得最佳的煙氣入口角度范圍。計(jì)算值與現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)踐所獲得的經(jīng)驗(yàn)值范圍基本吻合,因此對噴淋塔的設(shè)計(jì)及其改進(jìn)具有一定的參考價(jià)值。

基于計(jì)算流體力學(xué)(cfd)技術(shù),采用fluent軟件平臺(tái),針對典型300mw機(jī)組脫硫系統(tǒng)噴淋塔采用可視化技術(shù)對噴淋層間距、噴嘴壓降、噴淋角變化時(shí)噴淋層噴淋效果、傳質(zhì)特性和阻力特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明噴淋層間距、噴嘴壓降與噴淋角度變化對覆蓋效果影響很小,噴淋層間距、噴嘴壓降和噴淋角增大均能增強(qiáng)氣液傳質(zhì),同時(shí)噴淋層阻力也隨之增大。提出典型300mw機(jī)組wfgd漿液噴淋系統(tǒng)噴嘴選擇與布置的推薦值。

噴淋塔是濕法煙氣脫硫工藝中應(yīng)用最廣泛的塔型,霧化系統(tǒng)是噴淋塔的關(guān)鍵技術(shù),影響脫硫傳質(zhì)過程。為了較為全面地研究噴淋塔霧化性能,建立了試驗(yàn)臺(tái),以壓力作為間接指標(biāo),采用濕法脫硫中常用的旋流噴嘴和螺旋噴嘴,對單層/雙層旋流噴嘴布置、單層/雙層螺旋噴嘴布置、旋流噴嘴和螺旋噴嘴組合布置的噴淋塔霧化性能進(jìn)行了比較。試驗(yàn)表明,霧化系統(tǒng)對塔內(nèi)氣流分布的作用不甚明顯,相比之下,上旋流下螺旋的組合布置方式既可滿足工藝氣液比的要求,斷面上霧化粒徑分布的均勻性及霧滴在噴淋段分散的均勻性又較好,可作為塔內(nèi)霧化系統(tǒng)優(yōu)選布置方式。

把煙氣溫法脫硫工程中廣泛應(yīng)用的石灰石/石灰脫硫工藝和噴淋塔吸收設(shè)備相結(jié)合,探討該系統(tǒng)的傳質(zhì)機(jī)理,通過雙膜理論建立了系統(tǒng)的傳質(zhì)模型,對其運(yùn)行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了定性的分析,闡明了這些因素對系統(tǒng)傳質(zhì)性能的影響。

建立了石灰石/石膏濕法煙氣脫硫噴淋塔實(shí)驗(yàn)臺(tái),利用響應(yīng)曲面法(rsm)對噴淋塔的脫硫效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得到噴淋塔脫硫效率的預(yù)測模型.計(jì)算結(jié)果表明,通過該預(yù)測模型可以很好地描述脫硫效率與漿液ph值、液氣比(質(zhì)量比)、煙氣溫度和煙氣速度等重要操作參數(shù)之間的關(guān)系,r-sq值達(dá)到0.964.因素分析表明,液氣比對脫硫效率的影響最大,同時(shí)液氣比和漿液ph值以及液氣比和煙氣速度的交互作用均對脫硫效率有重要的影響.利用得到的改進(jìn)預(yù)測模型可以計(jì)算噴淋塔的脫硫效率.

石灰石石膏濕法鼓泡塔脫硫技術(shù)在

通過安裝流場優(yōu)化構(gòu)件,對濕法煙氣脫硫噴淋塔內(nèi)的流場進(jìn)行優(yōu)化,并通過試驗(yàn)研究及計(jì)算流體力學(xué)模擬的方法考察流場優(yōu)化構(gòu)件及其幾何結(jié)構(gòu)對塔內(nèi)流場和so2吸收的影響。流場模擬基于reynolds時(shí)均navier-stokes方程,標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型和顆粒軌道模型,方程的離散格式選用二階迎風(fēng)差分格式,采用simple算法進(jìn)行壓力-速度耦合。so2吸收的模擬則是根據(jù)雙膜理論編寫用戶自定義程序,作為相間作用的源項(xiàng)加載到fluent軟件中來實(shí)現(xiàn)的。結(jié)果表明,流場優(yōu)化構(gòu)件能夠防止煙氣沿塔壁逃逸,整流氣相流場,強(qiáng)化氣液兩相在吸收區(qū)的混合,有利于so2的吸收。此外,通流截面一定時(shí),塔內(nèi)壓降和脫硫效率隨構(gòu)件與水平面夾角的增大而增大;構(gòu)件與水平面夾角一定時(shí),塔內(nèi)壓降和脫硫效率隨通流截面的增大而減小。

采用水-空氣作為介質(zhì)對濕法煙氣脫硫(wfgd)篩板式噴淋塔阻力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,分析了篩板孔徑、開孔率、厚度、安裝位置以及液相噴淋量等因素對篩板噴淋塔內(nèi)阻力特性的影響.結(jié)果表明:在wfgd系統(tǒng)篩板式噴淋塔中必須保證足夠大的孔徑與塔徑比,以適合高速煙氣條件;在煙氣流速較低條件下,篩板孔徑越小,壓降越大,而煙氣流速較高時(shí)則相反;篩板厚度對于壓降影響較小;提高開孔率和篩板安裝高度以及減少噴淋量均能降低塔內(nèi)阻力.

建立了石灰石/石膏濕法煙氣脫硫噴淋塔實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)驗(yàn)研究了重要的操作參數(shù)對噴淋塔脫硫效率的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提高液氣比和漿液ph值、降低煙氣溫度和煙氣速度、降低入口煙氣的so2濃度以及強(qiáng)制氧化均可以提高脫硫效率。將噴淋漿液分成噴淋液滴和塔壁液膜兩種存在形式,并分別建模,噴淋液滴的脫硫過程采用gerbec液滴脫硫模型計(jì)算,將塔壁液膜的流動(dòng)分為層流和波動(dòng)層流兩種狀態(tài),發(fā)展出了新的噴淋塔脫硫反應(yīng)模型。模型計(jì)算結(jié)果表明,相對于gerbec液滴模型,本文的模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得更好。

根據(jù)燃煤電廠煙氣中粉塵成分、來源及排放特性,對影響脫硫噴淋塔除塵效率的因素進(jìn)行了分析,結(jié)果表明:粒徑>0.3μm時(shí),顆粒度越大,去除率越高,粒徑<0.3μm時(shí),則相反;煙氣流速及漿液噴淋密度與除塵效率呈正相關(guān)性,優(yōu)化各影響因素,噴淋塔除塵效率可高達(dá)84%,其處理后粉塵質(zhì)量濃度<50mg/m3。

石灰石/石膏濕法煙氣脫硫噴淋塔中塔壁液膜區(qū)的形成不可避免,因此需要對其脫硫機(jī)理進(jìn)行研究。將塔壁液膜的流動(dòng)分為層流和波動(dòng)層流2種狀態(tài),并分別考慮在這2種狀態(tài)下液膜對so2的吸收,建立了塔壁液膜脫硫過程的數(shù)學(xué)模型。模型中涵蓋了so2的吸收、石灰石的溶解、亞硫酸根的氧化和石膏的結(jié)晶4個(gè)主要的脫硫反應(yīng)控制步驟,模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。

綜合近年來舊電廠小機(jī)組脫硫改造有場地小、投資低、上馬快、運(yùn)營穩(wěn)定的需要,筆者推薦一種優(yōu)化的新型石灰石-石膏簡易濕法脫硫工藝,該工藝在工藝流程、設(shè)備配置上都進(jìn)行了精簡,適應(yīng)燃煤小機(jī)組脫硫。

以計(jì)算流體力學(xué)為基礎(chǔ),在三維坐標(biāo)系下采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型求解動(dòng)量、能量和組分方程,結(jié)合漿滴蒸發(fā)模型及簡化的漿滴脫硫反應(yīng)模型,以euler-lagrange方法建立了噴淋塔內(nèi)煙氣脫硫的數(shù)值計(jì)算模型,模型計(jì)算結(jié)果與孔華的試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合較好。模型計(jì)算結(jié)果表明,對于粒徑小的噴淋液滴,其煙氣脫硫反應(yīng)和液滴蒸發(fā)主要發(fā)生在煙氣進(jìn)口附近,而隨著液滴粒徑的增大,液滴在塔內(nèi)蒸發(fā)和脫硫反應(yīng)的過程延長。同時(shí),增加煙氣溫度、降低煙氣中so2的入口質(zhì)量濃度以及增加液氣比均有利于提高脫硫效率。文中模型相對于一維柱塞流模型,能夠直觀地顯示出噴淋塔內(nèi)的流場、溫度場和組分質(zhì)量濃度場的空間分布。

提出一個(gè)噴淋塔設(shè)計(jì)參數(shù)———平均容積吸收率,其可作為噴淋塔本體設(shè)計(jì)的控制指標(biāo),并據(jù)以確定塔的吸收區(qū)高度。運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明,一般噴淋塔的容積吸收率為(5.5～6.5)kg/(m3·h)。文中還討論了容積吸收率、so2吸收量、吸收區(qū)高度等之間的關(guān)系。

1存在問題2011年,山西陽煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司平陸分公司(以下簡稱平陸分公司)綜合氨產(chǎn)量75kt/a。采用φ2600/φ2800mm高壓錐形夾套固定層造氣爐制氣、pds法脫硫,半水煤氣流量為30000m3/h(標(biāo)態(tài)),原料煤為陽泉粒度煤或陽泉塊煤,其中1kg原料煤中硫含量約為

15萬噸/年合成氨原料氣凈化脫硫工段設(shè)計(jì) 1總論 1.1概述 氮肥尿素1.2文獻(xiàn)綜述 1.2.1合成氨原料氣凈化的現(xiàn)狀 合成氨原料氣(半水煤氣)的凈化就是清除原料氣中對合成氨無用或有害的 物質(zhì)的過程..原料氣的凈化大致可以分為“熱法凈化”和“冷法凈化”兩種類型.. 原料氣的凈化有脫硫..脫碳..銅洗和甲烷化除雜質(zhì)等..在此進(jìn)行的氣體凈化主要是 半水煤氣的脫硫的凈化。煤氣的脫硫方法從總體上來分有兩種：熱煤氣脫硫和冷 煤氣脫硫。在我國..熱煤氣脫硫現(xiàn)在仍處于試驗(yàn)研究階段..還有待于進(jìn)一步完善.. 而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術(shù)..其脫硫方法也很多。冷煤氣脫硫大體上可分為 干法脫硫和濕法脫硫兩種方法..干法脫硫以氧化鐵法和活性炭法應(yīng)用較廣..而濕 法脫硫以砷堿法、ada、改良ada和栲膠法頗具代表性。 煤氣干法脫硫技術(shù)應(yīng)用較早..最早應(yīng)用于煤氣的干法脫

編輯版word 動(dòng)力波濕法脫硫工藝 現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫工藝均為外置塔體式，即在鍋爐后部的煙道上加裝脫硫塔，經(jīng)過堿 液在塔體內(nèi)部對煙氣的的噴淋、洗滌達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的目的。一般塔體高度約8m 以上，甚至更高（此高度為保證煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間）。其缺點(diǎn)： 1、浪費(fèi)材料： 由于鍋爐煙氣溫度過高，加上二氧化硫具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，所以在塔體的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度方面 要求都比較高，一般外塔體用碳鋼或用麻石砌筑用以增加強(qiáng)度，內(nèi)襯防腐材料用以防腐。 2、一次性投資高： 單獨(dú)設(shè)立塔體，要延長煙道，一次性投資費(fèi)用高。 3、運(yùn)行不可： 傳統(tǒng)的濕法脫硫工藝，采用的是塔體內(nèi)噴淋工藝，即通過高壓水泵將堿液輸送到塔體內(nèi)，通 過噴嘴的霧化，使液滴與煙氣中的二氧化硫接觸達(dá)到脫硫的目的，為保證脫硫效果、保證堿 液與二氧化硫氣體的充分接觸，就需要堿液的霧化程度很高，這樣對噴嘴的要求就高，噴嘴 使用

提出在煙氣脫硫噴淋塔煙氣進(jìn)口設(shè)置導(dǎo)流板或采用切向進(jìn)口,使煙氣在塔內(nèi)螺旋流動(dòng),以延長停留時(shí)間,加強(qiáng)氣液湍動(dòng)接觸,并可改善系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)適應(yīng)能力。對不同進(jìn)口結(jié)構(gòu)的塔內(nèi)流速分布、壓力損失進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得出了旋流強(qiáng)度、壓力損失等隨導(dǎo)流板角度的變化關(guān)系,并將旋流情況與常規(guī)的直流進(jìn)行了比較。

分析了現(xiàn)代大型噴淋塔為提高脫硫與除塵效率在設(shè)計(jì)上所作的改進(jìn)及存在的問題。通過一個(gè)曾經(jīng)設(shè)計(jì)過的噴淋塔實(shí)例,結(jié)合煙氣和吸收液兩相逆向流動(dòng)和兩相間的化工傳質(zhì)過程,剖析了噴淋層覆蓋率的實(shí)質(zhì),提出弱效噴淋覆蓋和多重噴淋覆蓋對噴淋塔脫硫和除塵效率的影響,給出噴淋覆蓋率的選擇、噴淋層和噴嘴布置的設(shè)計(jì)方法,對改善煙氣脫硫和除塵效率均有明顯效果。