学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

循环流化床烟气脱硫气固流动特性的实验研究及工艺设计软件的开发

作　者: 彭军
导　师: 周月桂
学　校: 上海交通大学
专　业: 热能工程
关键词: 循环流化床烟气脱硫模化气固两相流阻力特性非等速采样局部颗粒质量通量物料平衡热量平衡模型
分类号: X701.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 212次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

循环流化床烟气脱硫作为一种新型的半干法脱硫技术,具有工艺流程较简单、投资小,而且在较低的Ca/S摩尔比下能达到与湿法脱硫技术相近的高脱硫效率,使其成为中小型锅炉优先采用的烟气脱硫工艺。但是,现有循环流化床脱硫反应器在实际运行中,大部分固体颗粒随着气流离开反应器主体,没有保证在反应器内有足够的停留时间。为了解决传统循环流化床烟气脱硫运行时的湿壁和粘壁现象、外循环灰量大、钙综合利用率低等问题,本文提出了在烟气量一定的条件下,合理匹配循环返料量,以及利用反应器出口几何结构来强化反应器的内循环进而有利于提高脱硫效率。以此为目的采用三准则相似理论设计了循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验台并详细研究了其内部气固流动特性。测量了循环流化床反应器的压力分布,研究表明反应器阻力主要集中在文丘里管段,而且随着循环物料量和烟气量的增加系统阻力显著增加。采用非等速采样探针测量了反应器四个高度截面的局部固体颗粒质量通量,结果表明反应器气固两相流动呈典型的环核流动结构,边壁下降流颗粒浓度高,中心区域上升流颗粒浓度低,且固体质量回流比率随着反应器高度的增加而减少。平板型、倒V型和V型顶部出口结构各自存在一个强化反应器内循环的最佳高度,针对本文的设计工况而言,最佳出口结构是h / D = 0.326的平板型顶部。该结论将为循环流化床烟气脱硫系统的设计与放大提供重要依据。在循环流化床烟气脱硫系统实际设计时,由于煤质资料、烟气量及机组大小等的多变,设计计算量大且繁琐。因此在脱硫系统的设计中使用专业设计软件,对提高工作效率、改善设计条件、降低设计人员的劳动强度是十分必要的,并且还可以促进循环流化床烟气脱硫技术的推广应用。本文介绍了循环流化床烟气脱硫工艺设计软件的计算模型(包括物性参数、物料平衡、热量平衡和反应动力学模型)、开发平台——Excel 2003和软件结构。同时,对软件的运行参数和模型常数进行了敏感性分析。经验证,该软件可以为系统设计、调试和运行控制提供重要参数的预测。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章绪论  12-24
  1.1 课题研究背景及意义  12-13
  1.2 烟气脱硫技术简介  13-16
    1.2.1 湿法烟气脱硫技术  13-14
    1.2.2 干法烟气脱流技术  14-15
    1.2.3 半干法烟气脱硫技术  15-16
  1.3 循环流化床烟气脱硫技术简介  16-23
    1.3.1 循环流化床烟气脱硫技术的研究现状  17-21
    1.3.2 循环流化床烟气脱硫技术的应用现状  21-23
  1.4 本文的研究内容  23-24
第二章循环流化床反应器气固两相流动研究综述  24-33
  2.1 流态化理论基础  24-26
  2.2 循环流化床反应器内气固流动特性  26-31
    2.2.1 颗粒速度分布特性  26-27
    2.2.2 颗粒通量分布特性  27
    2.2.3 空隙率分布特性  27-28
    2.2.4 循环流化床气固两相流动模型  28-31
  2.3 循环流化床出口结构对反应器内部流动的影响  31-33
第三章循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验系统  33-43
  3.1 循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验台设计  33-37
    3.1.1 流动相似理论与相似准则基础  33-34
    3.1.2 循环流化床气固两相流动实验的相似设计  34-36
    3.1.3 循环流化床气固两相流动实验系统  36-37
  3.2 循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验的调试  37-39
    3.2.1 送风量的测量与标定  37-38
    3.2.2 给料量的测量与标定  38-39
  3.3 循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验方法  39-42
    3.3.1 实验静压的测量方法  39
    3.3.2 实验速度场的测量方法  39
    3.3.3 实验局部颗粒通量的测量方法  39-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章循环流化床烟气脱硫气固两相流动实验结果分析  43-61
  4.1 循环流化床反应器内单相流动分析  43-46
    4.1.1 单相流动压力特性分析  43-44
    4.1.2 单相流动速度分布分析  44-46
  4.2 设计结构和操作条件下反应器内气固两相流动分析  46-48
    4.2.1 气固两相流动阻力特性分析  46
    4.2.2 气固两相流动局部颗粒质量通量特性分析  46-48
  4.3 设计结构和变操作条件下反应器内气固两相流动分析  48-52
    4.3.1 设计结构和变操作条件下系统阻力特性分析  48-49
    4.3.2 设计结构和变操作条件下系统空隙率分析  49-50
    4.3.3 设计结构和变操作条件下系统局部颗粒通量分析  50-52
  4.4 变顶部结构下反应器内气固两相流动特性的分析  52-60
    4.4.1 平板型出口结构下反应器内气固两相流动特性分析  52-55
    4.4.2 倒V 型出口结构下反应器内气固两相流动特性分析  55-57
    4.4.3 V 型出口结构下反应器内气固两相流动特性分析  57-59
    4.4.4 三种出口结构对气固两相流动影响的比较  59-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章循环流化床烟气脱硫工艺设计软件的开发  61-76
  5.1 循环流化床烟气脱硫工艺系统流程  61-62
  5.2 循环流化床烟气脱硫工艺模型  62-68
    5.2.1 物性参数  62-64
    5.2.2 物料平衡模型  64-65
    5.2.3 能量平衡模型  65-66
    5.2.4 化学反应动力学模型  66-68
  5.3 循环流化床烟气脱硫工艺设计软件的开发  68-71
    5.3.1 循环流化床烟气脱硫工艺设计软件的开发平台  69
    5.3.2 循环流化床烟气脱硫工艺设计软件的实现  69-71
  5.4 循环流化床烟气脱硫工艺设计软件参数的敏感性测试  71-75
    5.4.1 运行参数的敏感性测试  72-74
    5.4.2 模型参数的敏感性测试  74-75
  5.5 本章小结  75-76
第六章全文总结与展望  76-78
  6.1 全文总结  76-77
  6.2 研究展望  77-78
参考文献  78-86
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  86-87
致谢  87

循环流化床烟气脱硫气固流动特性的实验研究及工艺设计软件的开发

内容摘要

全文目录

相似论文