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《重庆大学》 2011年
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火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法关键问题研究

张志荣  
【摘要】:火电厂对湿法烟气脱硫后的废水常采用中和、沉淀、絮凝及浓缩与澄清的传统化学处理方法,但水中的氯离子仍无法去除。因为氯离子浓度过高会产生腐蚀作用,所以处理后的废水无法进入系统回用。如果利用锅炉尾部烟气余热对脱硫废水进行喷雾蒸发处理,废水中的微米级细小固体颗粒和灰尘一起悬浮在烟气中并随烟气进入电除尘器被电极捕捉,随灰一起外排,废水蒸汽随烟气外排,这样不仅能够实现脱硫废水真正的零排放,符合环保的现实要求,而且可以节约传统化学处理方法中的处理成本,具有重要的工程实用价值。 同时,在脱硫废水喷雾蒸发处理技术中,单位时间内产生的脱硫废水要尽可能地在单位蒸发时间内完全蒸发。而且,脱硫废水的蒸发有其特殊要求,微小雾滴喷入到烟气流后,需在尽量短的时间内完全蒸发汽化,否则未完全汽化的雾滴会对烟道和电除尘器产生腐蚀。应用喷雾蒸发技术后,烟气性质和烟气中粉尘特性都将发生一定程度地改变,烟气除尘的除尘效率又对烟气特性和烟气中粉尘特性非常敏感。因此,喷雾蒸发处理技术中液滴群蒸发质量、制约液滴蒸发时间的液滴气动破碎特性、液滴蒸发特性,以及喷雾蒸发处理技术对烟气除尘的影响等都将成为喷雾蒸发处理技术需要研究的关键问题。目前,国内外很多领域都已开始涉及喷雾蒸发技术,如动力排气系统的喷雾降温、激光手术中的冷却、喷涂工艺等,然而对脱硫废水尾部烟道喷雾蒸发处理技术中涉及的关键问题还很少进行系统的研究。因此,对喷雾蒸发技术中液滴群蒸发质量影响因素、液滴气动破碎,以及液滴蒸发特性等进行系统的研究将充实和推动喷雾蒸发技术的学术研究,也将促进湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理技术的创新及应用。 于此,文中在全面分析国产锅炉容量、烟气脱硫废水产生量,以及烟道特征尺寸等基础上,提出了针对国产机组特性的火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法和方案,分析了喷雾蒸发处理技术原理和其中的基础理论。在此基础上,首次对喷雾蒸发技术中液滴群蒸发质量及其关键影响因素、喷雾蒸发技术中液滴气动破碎特性、喷雾蒸发技术中液滴蒸发特性,以及喷雾蒸发技术对烟气除尘的影响等四个关键问题进行了详细地分析研究。最后,制定出了针对国产机组特性的火电厂脱硫废水喷雾蒸发处理技术的具体实施方案,并在上述关键问题研究结果的基础上,确定了300MW锅炉机组的脱硫废水喷雾蒸发技术具体实施参数。 ①脱硫废水的喷雾蒸发处理技术原理及其研究模型。文中通过对喷雾蒸发技术原理,以及喷雾蒸发技术中关键问题的基础理论如液滴气动破碎机理、液滴蒸发机理的分析,发现在对脱硫废水喷雾蒸发技术进行数值研究时,必须考虑液滴变形对液滴蒸发速率的影响,采用泰勒破碎模型能较真实地反映液滴在烟气中受到烟气曳力时的变形破碎过程。此外,对喷雾蒸发技术进行数值研究时,不需要考虑液滴内循环对液滴蒸发速率的影响。 ②综合考虑锅炉效率和液滴群蒸发质量,当烟气温度453K、液滴群平均粒径50μm时,单位时间内液滴群蒸发质量最大。针对喷雾蒸发处理技术中液滴群蒸发质量,采用欧拉?拉格朗日离散颗粒模型,首次考察了喷嘴布置方式和喷射方向,以及雾化气液比等关键影响因素对液滴群蒸发质量的影响,数值研究了烟气温度和速度对液滴群蒸发质量的影响。研究发现文中的喷嘴布置方式和喷射方向、烟气速度对单位时间内液滴群蒸发质量的影响较小,烟气温度、雾化气液比对单位时间内液滴群蒸发质量的影响很大,较高的烟气温度和较大的液滴群平均粒径都有利于脱硫废水喷雾蒸发技术的实现。 ③粒径0.3mm~0.4mm液滴的气动破碎有助于缩短液滴的完全蒸发时间。针对喷雾蒸发处理技术中液滴气动破碎机理和气动破碎特性,采用欧拉?欧拉流体体积模型,数值研究了单液滴气动破碎机理和多液滴碰撞破碎机理,烟气速度和密度、液滴粒径和初速度等对液滴气动破碎特性的影响,以及多液滴碰撞对液滴破碎时间的影响。研究发现对于文中喷雾蒸发处理技术中研究的烟气环境和液滴,存在液滴发生袋式破碎和不发生破碎两种形式,粒径0.3mm~0.4mm液滴的气动破碎有助于缩短液滴的完全蒸发时间。此外,液滴之间的碰撞也能适当地缩短液滴的完全蒸发时间。 ④液滴物性呈中性、粒径不大于50μm时液滴在1s内能够完全蒸发。针对喷雾蒸发处理技术中液滴蒸发特性,建立了液滴在烟气中随液滴物性变化的运动和蒸发的数学模型,首次考察了液滴物性对液滴蒸发特性的影响,数值研究了液滴粒径和初速度,以及烟气温度和速度等对液滴温度、粒径等随蒸发时间变化规律的影响。研究发现当烟气环境、液滴粒径和初速度分别相同时,与碱性液滴相比,中性液滴的完全蒸发时间最短,酸性液滴次之。烟气温度对液滴蒸发特性的影响较大,适当地提高烟气温度有利于喷雾蒸发技术的实现。烟气速度和液滴初速度对喷雾蒸发技术的影响很小。 ⑤喷雾蒸发处理技术有利于提高烟气除尘效率。应用喷雾蒸发技术后,烟气湿度的适量增加和烟气温度的适量降低降低了烟气中灰的比电阻,可提高除尘器效率。此外,应用喷雾蒸发技术后,烟气中粉尘粒径增大,在不考虑被捕集粉尘再飞扬的情况下,粉尘粒径的增大也提高了除尘效率。因此,喷雾蒸发处理技术一定程度上提高了烟气除尘效率。 ⑥脱硫废水的喷雾蒸发处理技术具体实施方案及实例 在上述喷雾蒸发处理技术关键问题研究结果的基础上,根据锅炉容量、脱硫废水排放量和烟道特征尺寸之间的对应关系,计算得到了与脱硫废水排放量对应的喷雾蒸发技术中喷嘴具体布置方式和数量,对单台300MW机组脱硫废水的喷雾蒸发技术中共布置两排喷嘴,喷嘴数量共168个,喷嘴纵向间距为0.3m,横向间距不小于5m。 本文的研究工作,较系统地阐明了火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法和方案,以及液滴群蒸发质量特性、液滴气动破碎和液滴蒸发特性,有助于推进喷雾蒸发处理技术的深入研究,丰富了喷雾蒸发处理技术的研究成果,也为相关技术(如动力排气系统的喷雾降温、激光手术中冷却和喷涂工艺等)的开发与应用提供了重要的理论依据,在节能和环保领域具有独特的工程应用前景。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X773

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏代波;郑爽英;蒋利鑫;杨飞黄;;湿法烟气脱硫废水处理技术探讨[J];环境科学与管理;2006年05期
2 潘朝群;喷雾干燥法烟气脱硫工艺评述[J];重庆环境科学;2003年08期
3 周祖飞;湿法烟气脱硫废水的处理[J];电力环境保护;2002年02期
4 虞启义,徐良斌;石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水的处置[J];电力环境保护;2004年03期
5 郭峰;湿法脱硫废水处理技术[J];电力环境保护;2004年03期
6 赵毅,王小明,汪黎东;Ca(OH)_2颗粒脱硫反应的动力学研究[J];电力环境保护;2005年01期
7 周卫青;李进;;火电厂石灰石湿法烟气脱硫废水处理方法[J];电力环境保护;2006年01期
8 李汝辉,董耀德;多组分液滴汽化的一个模型[J];工程热物理学报;1983年03期
9 刘联胜,傅茂林,吴晋湘,韩振兴,杨华;气泡雾化喷嘴喷雾平均直径在下游流场中的分布[J];工程热物理学报;2001年05期
10 蔡斌,李磊,王照林;液滴在气流中破碎的数值分析[J];工程热物理学报;2003年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金光;宋兴旺;王华;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川有色金属;2011年01期
2 李东;陈智敏;;真空混合烘干技术在塑料加工行业中的应用[J];工程塑料应用;2012年05期
3 秦静;吴云海;;茶叶对烟气脱硫废水的处理研究[J];安徽农业科学;2008年29期
4 林丽;张文阳;方勇;秦文娟;唐仙;王小朋;;湿法脱硫废水化学处理工程实践存在问题探讨[J];安全与环境学报;2009年01期
5 张发勇,冯炼;终南山特长公路隧道火灾通风数值模拟分析[J];地下空间;2004年04期
6 郝树青;黄宏伟;;基于风险分析的长大隧道火灾安全疏散[J];地下空间与工程学报;2008年06期
7 郝树青;;基于风险及EXODUS的地下空间火灾疏散[J];地下空间与工程学报;2010年S1期
8 邱冰冰;;一种高效换热式旋风分离器的研究[J];蚌埠学院学报;2012年03期
9 魏代波;郑爽英;蒋利鑫;杨飞黄;;湿法烟气脱硫废水处理技术探讨[J];环境科学与管理;2006年05期
10 何世德;李锐;张占梅;周于;;某电厂烟气脱硫废水处理工艺设计[J];环境科学与管理;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王尊策;徐艳;吕凤霞;李森;;CFD在石油生产中的应用[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
2 李金海;张松林;;磁流变液的颗粒沉降理论分析与实验[A];第六届全国电磁流变液及其应用学术会议程序册及论文摘要集[C];2011年
3 杨玟;王丽丽;张树道;;Richtmyer-Meshkov不稳定性引起湍流混合的模型研究[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集(上册)[C];2010年
4 郝树青;黄宏伟;;基于风险理论的长大隧道火灾安全疏散数值模拟[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
5 魏明锐;赵卫东;孔亮;沃敖波;;液滴修正零维蒸发模型的推导与分析[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年
6 潘利祥;孙国刚;;气液撞击流烟气脱硫零排放一体化技术[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
7 周家勇;王祖武;韩旭;黄种买;宋碧玉;刘宁;李雄浩;;物化-生物法处理脱硫废水试验研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
8 程抗;王祖武;韩旭;余福胜;周家勇;李雄浩;车垚;杨毅;周烨;;200WM机组半干法脱硫用高压回流喷嘴雾化特性试验研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
9 祁君田;;烟尘浓度对湿法脱硫吸收塔的影响研究[A];第十四届中国电除尘学术会议论文集[C];2011年
10 覃昕慧;徐玲君;李国栋;陈刚;;溢洪道掺气坎二相流数值模拟[A];水力学与水利信息学进展 2009[C];2009年
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1 李润之;点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究[D];山东科技大学;2010年
2 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 张大明;输煤巷道煤尘运移规律及治理技术研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
5 吕洪坤;选择性非催化还原与先进再燃技术的实验及机理研究[D];浙江大学;2009年
6 祝红梅;医疗废物中典型组分的热解焚烧特性及回转式流化冷渣三段焚烧系统的数值模拟[D];浙江大学;2009年
7 崔洁;分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究[D];华东理工大学;2011年
8 钱丽娟;雾化射流场中粒子运动和传热特性的研究[D];浙江大学;2010年
9 陈常念;卧式螺旋管内临界热流密度特性及其流体模化方法研究[D];山东大学;2010年
10 肖修昆;基于蒸汽辅助雾化的气动式细水雾发生方法及灭火有效性模拟实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
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1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王黎黎;旋风除尘器内部流场实验和数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 于连丽;煤粉干燥管内气固两相流动的数值模拟与实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 郭华;架空导线覆冰时捕获空气中过冷水滴规律研究[D];长沙理工大学;2010年
6 张静伟;海水烟气脱硫填料吸收塔效率的研究[D];中国海洋大学;2010年
7 王桂荣;水平刻槽管壁面升膜蒸发传热传质耦合研究[D];中国海洋大学;2010年
8 汪艺义;科氏力在小尺度液固两相流中对固体颗粒运动影响的研究[D];新疆农业大学;2010年
9 李辉;自激振荡脉冲射流喷嘴雾化特性理论分析与实验研究[D];湖南工业大学;2010年
10 赵子通;670t/h水煤浆锅炉大容量空气雾化水煤浆喷嘴的试验研究[D];浙江大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡传坤;高建民;;木材干燥过程中应力与应变检测方法初探[J];安徽农业科学;2008年06期
2 伊松林,张璧光,常建民;木材真空-浮压干燥过程热质传递的数学模型[J];北京林业大学学报;2003年02期
3 李贤军;张璧光;李文军;周永东;;木材微波真空干燥过程的数学模拟[J];北京林业大学学报;2008年02期
4 徐娟,郭静,郭斌,苑宏英;高效湿式脱硫除尘一体化装置的研究[J];城市环境与城市生态;2002年04期
5 赵海锋,朱丽慧,马学鸣;纳米WC硬质合金制备新工艺[J];材料科学与工程学报;2003年01期
6 王延玲,张廷安,杨欢,魏世丞;自蔓延高温还原法制备钨粉的研究[J];稀有金属材料与工程;2001年04期
7 王岗;李海华;黄忠伟;陈美华;王庆康;钟伟良;;蓝钨与紫钨氢还原法生产超细钨粉的比较[J];稀有金属材料与工程;2009年S1期
8 胡进波,苌姗姗,刘元;木材干燥特性及干燥工艺研究方法探讨[J];人造板通讯;2005年02期
9 冯乃祥,刘希诚,孙阳;用熔盐电解法制备超细钨粉[J];材料研究学报;2001年04期
10 陈继录,朱琴英,李荣荣;加拿大燃煤电厂水污染防治技术[J];电力环境保护;1995年03期
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1 马运柱;纳米级钨基复合粉末的制备及其合金特性研究[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 高烨;纳米金属钨粉和镍粉的液相控制合成以及纳米钴—镍合金的制备[D];吉林大学;2006年
2 刘兵发;纳米钨系材料粉体的制备研究[D];南昌大学;2006年
3 谢大斌;高温除湿—常规蒸汽联合干燥木材的优化[D];北京林业大学;2006年
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1 杜长安,陈复生,赵俊霆;浸出混合油喷雾蒸发脱溶研究[J];郑州工程学院学报;1993年02期
2 傅晓蓉,傅育街;喷雾蒸发稀磷酸装置中的蒸发机理和数学模型[J];高校化学工程学报;1999年01期
3 侯经纬;成怀刚;伍联营;高从堦;;基于低温蒸馏-喷雾蒸发集成工艺的海水淡化[J];化学工程;2010年08期
4 蔡雯美;;喷雾蒸发生产熨烫蒸汽[J];国外纺织技术;1982年16期
5 金光;宋兴旺;王华;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川有色金属;2011年01期
6 宋兴旺;金光;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];铝加工;2011年03期
7 金光;宋兴旺;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川冶金;2011年02期
8 金光;宋兴旺;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];特钢技术;2011年02期
9 金光;宋兴旺;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];金属材料与冶金工程;2011年05期
10 周志明,刘钟海,赵登武;喷雾蒸发浓缩稀硫酸的实验研究[J];化学工业与工程;2001年02期
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1 李懋强;;溶液喷雾蒸发制备碳酸氢钠球形颗粒细粉的研究[A];中国颗粒学会2004年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议文集[C];2004年
2 姬鸿丽;;洛阳首次人工消云减雨效果的技术分析[A];第26届中国气象学会年会人工影响天气与大气物理学分会场论文集[C];2009年
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4 甘肃省兰州市第二中学课题组;;兰州二中“师资素质提升工程”实施方案[A];国家教师科研基金十一五阶段性成果集(甘肃卷)[C];2010年
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6 ;国家自然科学基金重大研究计划(试点)实施方案[A];高超声速前沿问题研讨班[C];2002年
7 王化中;强凤娇;;谈财务ERP软件在企业中的实施[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年
8 罗小勇;雷少平;刘兴平;;水利水电建设项目实施清洁生产的初探[A];中国水利学会2005学术年会论文集——水环境保护及生态修复的研究与实践[C];2005年
9 胡理增;陈锦伦;张长赋;;基于复杂网络理论的客户波及效应研究[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
10 狄谨;;沪宁高速公路路面拓宽工程交通安全技术实施方案[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
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1 崔晓健;908专项“数字海洋”信息基础框架总体实施方案通过审定[N];中国海洋报;2005年
2 李缨 樊园芳 ;我省启动预防艾滋病母婴传播工作实施方案[N];贵州日报;2005年
3 ;广西壮族自治区治理车辆超限超载工作实施方案[N];广西日报;2004年
4 记者 陈祖甲、赖仁琼;北京投巨资建设中关村科技园区[N];人民日报;2000年
5 记者  魏银燕;规范旅游经营 构建和谐阿坝[N];阿坝日报;2006年
6 通讯员 唐先喜 覃彬;白河新农合十大措施惠泽16万农民[N];安康日报;2007年
7 记者 来庆琳 通讯员 李世吉;年产30万吨生物柴油项目实施方案基本敲定[N];安康日报;2007年
8 记者 张朝辉;北市区:深入发动造声势[N];保定日报;2007年
9 记者 李仁堂;河北煤监系统建防腐体系[N];中国安全生产报;2006年
10 通讯员 牛丽梅、记者 贾建勇;市政府召开第十一届第三十一次常务会议[N];承德日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张志荣;火电厂湿法烟气脱硫废水喷雾蒸发处理方法关键问题研究[D];重庆大学;2011年
2 李川;真空净油机喷雾蒸发及软测量技术研究[D];重庆大学;2007年
3 黎忠文;分布式控制系统中新安全保障技术的研究——安全核技术[D];电子科技大学;2001年
4 赵庆松;安全操作系统的恶意代码防御技术的研究与实施[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
5 任炜;工程机械机群多智能主体系统混杂控制研究[D];天津大学;2004年
6 董翠香;我国中小学体育校本课程开发理论与实践研究[D];北京体育大学;2004年
7 赵庆波;电力市场环境下辅助服务市场和电网频率控制的理论与实证研究[D];华北电力大学(北京);2005年
8 于军;生物医学工程防病治病系统模型[D];中南大学;2005年
9 严旬;大熊猫自然保护区体系研究[D];北京林业大学;2005年
10 张国英;区域能源、环境及经济协调发展理论与方法[D];天津大学;2007年
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1 侯经纬;喷雾蒸发—低温蒸馏集成海水淡化设备研究[D];中国海洋大学;2010年
2 朱志平;开放式猪舍通风与喷雾蒸发降温系统的研究[D];安徽农业大学;2002年
3 任福忱;航空发动机燃烧室可燃混合气形成过程的数值模拟[D];沈阳航空工业学院;2009年
4 袁晓姬;新泰安家品牌建设研究[D];大连理工大学;2004年
5 王一;天津市静海供电有限公司发展战略研究[D];天津大学;2004年
6 马振鹏;舜华园公司实施客户关系管理战略研究[D];西南交通大学;2005年
7 李博;一汽光洋转向装置有限公司实施ERP系统的研究[D];吉林大学;2005年
8 康莹;中国石化投资者关系管理研究[D];西北大学;2004年
9 张国晨;BSHG公司设备资产管理解决方案研究[D];天津大学;2005年
10 管卫虹;天津港远航矿石码头有限公司战略发展研究[D];天津大学;2005年
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