基于數(shù)值模擬的NO臭氧氧化反應(yīng)、雙旋流氣氣混合器和濕法脫硝模型研究.pdf

1、在大范圍霧霾和城市群大氣復(fù)合污染日趨嚴(yán)重的當(dāng)下，煙氣多種污染物同時(shí)脫除技術(shù)受到了研究者們廣泛的關(guān)注。本文圍繞O3氧化結(jié)合濕法聯(lián)合脫除技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了系統(tǒng)研究;基于CHEMKIN研究了NO2和N2O5生成的工藝條件;采用E-L兩相流模型優(yōu)化了35t/h燃煤工業(yè)鍋爐煙氣噴淋控溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并開(kāi)發(fā)了一種適合O3氧化NO的新型雙旋流氣氣混合器;最后，建立噴淋吸收塔脫硝模型，考察了不同運(yùn)行參數(shù)對(duì)噴淋吸收效果的影響。
　　首先，提出包含2

2、0種物質(zhì)、76步的O3和NOx反應(yīng)機(jī)理模型，通過(guò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)和紅外光譜儀測(cè)定的NOx濃度驗(yàn)證了基于此反應(yīng)機(jī)理模型獲得的數(shù)值模擬結(jié)果可信。對(duì)工藝參數(shù)的數(shù)值模擬研究表明，停留時(shí)間的增加均有利于NO2和N2O5的生成;煙氣溫度對(duì)NO2生成率的影響非常小，但對(duì)于N2O5的生成，存在著最佳煙氣溫度(373K);適宜NO2和N2O5生成的O3/NO摩爾比分別為1和1.75。模擬研究獲得了NO2和N2O5生成的各自適宜工藝條件。
　　其次，采用E-

3、L兩相流模型開(kāi)展了針對(duì)35t/h燃煤工業(yè)鍋爐煙氣噴淋控溫系統(tǒng)的數(shù)值模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究發(fā)現(xiàn)，自主開(kāi)發(fā)的單孔噴槍在Z=3m處的分散式分布是最合理的布置方式。模擬結(jié)果表明，液滴直徑、噴槍水流量、煙氣溫度和煙氣流量對(duì)噴淋降溫影響較大，而噴槍用水溫度對(duì)噴淋降溫的影響可忽略。本噴淋降溫裝置在不同的煙氣狀況下均可以滿足工藝對(duì)煙溫的控制要求。
　　此外，基于旋流混合原理，開(kāi)發(fā)了新穎的雙旋流氣氣混合器;采用Fluent軟件對(duì)新型靜態(tài)混合器的中心連接

4、件、長(zhǎng)/徑比(L/D)、噴管長(zhǎng)度、葉片傾斜角等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流場(chǎng)和壓降的影響進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過(guò)粒子成像測(cè)速(PIV)系統(tǒng)實(shí)測(cè)的流場(chǎng)分布情況和壓降數(shù)據(jù)均與CFD模擬結(jié)果有較高的吻合度。結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)L/D為4時(shí)，變異系數(shù)(COV)小于5％;中心連接件有利于COV的減少，但會(huì)增加靜態(tài)混合器的壓降;噴嘴的適宜長(zhǎng)度為4cm，而葉片傾斜角的優(yōu)選值為45°。雙旋流氣氣混合器能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到良好的氣氣混合效果，且壓降低于現(xiàn)有商用產(chǎn)品。<