火電廠濕法煙氣脫硫廢水噴霧霧化的數(shù)值模擬與工程示范.pdf

1、煙道氣蒸發(fā)處理脫硫廢水的工藝?yán)脽煹罋獾挠酂崾箯U水蒸發(fā)進(jìn)入煙氣中，含在廢水中的細(xì)小顆粒隨著煙氣進(jìn)入電除塵器被捕集，從而可以實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。霧化噴嘴的性能決定脫硫廢水能否在有限的時(shí)間內(nèi)完全蒸發(fā)。目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行脫硫廢水霧化噴嘴的研究甚少，工程上往往套用燃油噴嘴的已有技術(shù)數(shù)據(jù)，因油與脫硫廢水的物性參數(shù)差異較大，導(dǎo)致實(shí)際使用中存在由于液滴未完全蒸發(fā)而造成除塵設(shè)備積灰、腐蝕等問題。本文選擇工程上應(yīng)用廣泛的Y型噴嘴作為研究對(duì)象，研究其結(jié)構(gòu)參數(shù)

2、、運(yùn)行條件和工作參數(shù)對(duì)脫硫廢水霧化特性的影響規(guī)律，主要研究工作及成果如下:
　　(1)建立了Y型噴嘴霧化特性的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，通過計(jì)算給定區(qū)域的氣液兩相流場(chǎng)，分析噴霧場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特性，獲得了加入液體離散相之前的單純氣相流場(chǎng)、加入液相后的氣相流場(chǎng)以及氣液兩相耦合計(jì)算所得到的噴霧圖形。結(jié)果表明:加入離散相后計(jì)算區(qū)域的氣相流場(chǎng)更加擴(kuò)散，且擴(kuò)散區(qū)域向前推進(jìn);霧化錐呈圓錐形，約在60d處霧化過程基本完成（d為混合孔直徑），霧化角約為18°。

3、
　　(2)采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)，研究了氣孔直徑、液孔直徑、混合孔直徑和混合段長(zhǎng)度等4個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸對(duì)噴霧特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)氣孔直徑處于1.9～2.5mm、液孔直徑處于1.6～2.0mm、混合孔直徑處于2.6～3.0mm、混合段長(zhǎng)度處于10～20mm范圍內(nèi)時(shí)，保持氣、液流量不變的條件下，隨著氣孔直徑的減小、液孔直徑的增加、混合段長(zhǎng)度的增加，噴嘴霧化的液滴粒徑減小，這是由于在混合段入口提高氣體速度、降低液體速度、增加

4、混合段長(zhǎng)度均有利于液體剪切破碎;但隨混合孔直徑的增加，液滴粒徑呈現(xiàn)先減小后增大的規(guī)律，這是因?yàn)閅型噴嘴存在機(jī)械和氣力雙重霧化作用，機(jī)械霧化和氣力霧化對(duì)霧化效果的綜合影響并非隨著混合孔直徑的變化呈單一趨勢(shì)，而存在最佳值。
　　(3)在上述計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立了優(yōu)化幾何尺寸組合的噴嘴結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)一步對(duì)氣體壓力、氣液比和噴嘴出口壓力等操作參數(shù)對(duì)噴霧霧化粒徑的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，當(dāng)氣體壓力處于0.2～0.45MPa、氣液比處于

5、0.2～0.7kg/kg、噴嘴出口壓力處于-0.05～0.20MPa范圍內(nèi)時(shí)，噴嘴的霧化效果隨著氣體壓力的增大、氣液比的增大和噴嘴出口壓力的減小而變好。
　　(4)最后，以常熟電廠300MW煙氣脫硫廢水零排放項(xiàng)目為例，定量分析了脫硫廢水煙道氣蒸發(fā)工藝對(duì)煙氣特性的影響，并對(duì)脫硫廢水蒸發(fā)工藝方案進(jìn)行了中試試驗(yàn)，得到結(jié)論如下:在應(yīng)用此工藝對(duì)脫硫廢水進(jìn)行噴霧蒸發(fā)處理后，煙氣的溫度有一定程度的下降，但仍高于酸露點(diǎn)的溫度，煙氣的水蒸氣含量有所