调研报告:
随着经济的发展和环境保护意识的提高,曾经的污染物排放标准已经不能满足社会和环境保护的需求,其中对于烟气脱硫的要求是最重要的几项之一。由于湿法脱硫对其中硫成分吸收能力强,结构简单,维护成本较低等优点,现已成为电厂运用最为广泛的一种脱硫方式。但是脱硫废水的处理也是脱硫改造中非常重要的部分。利用烟气余热处理脱硫废水是较为合理且能达到最大化节约能源的一种选择。
利用烟气余热处理废水主要任务是将废水分为较纯净的水蒸气和固态废弃物两部分,再运用其他方式收集除去废弃物。具体方式是在锅炉尾部烟道空气预热器与除尘器之间的区域设置雾化喷嘴,将脱硫后的废水泵送到雾化喷嘴内,喷入烟气尾道,利用烟气余热充分加热废液并将废水蒸发为水蒸气。此时废液中的废弃物和飞灰将悬浮于烟道内,水蒸汽并随烟气一起排放,而原废水中的干灰和固体物则悬浮在烟气中并进入到电除尘器被电极捕捉,并随干灰一起处理。此方法不仅避免了废液大量外排导致的环境污染,又可以充分利用余热提升经济性,不失为一种经济合理环保节能,且减少排放成本的脱硫废水处理形式。
由于本工程为电厂的配套改造,故有较为固定的模型结构和较小的改造空间,根据实际情况物理模型已确定为直径369mm,高度4000mm的烟道。同时,电厂对于废水处理往往有确定的运行工况和流量要求,对于具体的情况也有对应实验的数据,对此,论文确定与实验对比工况计算条件为喷水量:1.4L、烟气流量:350m3/h,数值预报工况计算条件:直径2.8m、高度11m的烟道、烟温330℃、烟速4m/s、喷水量2.5t/h。先对与实验对比工况进行运算比较,再合理运用该模型进行计算预测,达到最终论文目的。
雾化喷嘴由于其自身特点,喷出液体多为雾化的液滴。对此将模型简化为大量独立液滴,对独立液滴首先进行分析和模型建立,再将该模型运用于喷嘴喷出的总量,达到简化计算,减小误差的目的。因此,任务着重于对液滴蒸发模型的文献整理学习,选择建立合理的模型。
根据烟道尾气的特点,可以初步确定传热过程中的各项特征参数,进一步确定或限定模型选取的范围。本次任务要求利用实际工况与已有数据进行模拟对比和调整,从而达到运用相应模型再预测和设计预报工况下的喷嘴布置方式和布置角度。
现今,进行热力计算和流体力学的计算软件层出不穷,也越来越规范和成熟。软件计算能力的增强,社会和环境现状对于电厂的环保要求日益严格,随之出现的各种新的脱硫废液处理方式大大增强了电厂对于污染物排放的控制能力;相关软件的迅猛发展使相应计算越来越为便捷,设计周期明显缩短;环保法律法规的完善使电厂对于环境保护的需求急剧提升,能源与动力工程也将迈入新的时代。
本次毕业论文中,我们要综合运用大学四年所学的知识进行运算和设计。主要是查阅相关流体力学、传热学、气固两相流等的文献;建立液滴蒸发的数学模型;编写运行程序,建立数值模拟平台;对于给定工况进行数值模拟,并与实验比较,得出相关结论;将数值模拟平台拓展到工程实际中,模拟某一实际工况的运行情况,实现知识与工程实际结合的目的。
参考文献:
[1] Aggarwal S K, Peng F. A Review of Droplet Dynamics and Vaporization Modeling for Engineering Calculations[J]. Journal of Engineering for Gas Turbines amp; Power, 2015, 117(3):V003T06A003.
