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《重庆大学》 2010年
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射流曝气器结构优化及其在脱硫浆液氧化中的应用研究

蒋林艳  
【摘要】:二氧化硫的排放是造成环境污染的重要因素,而二氧化硫的排放主要来源于电力企业,控制二氧化硫的排放,成为电力环境治理的主要问题。目前技术最成熟、实用业绩最多、运行状况最稳定的烟气脱硫工艺是石灰石-石膏法;其中氧化是石灰石-石灰湿式脱硫工艺中的一个重要化学过程。一般地,电厂采用强制氧化方式将氧化率控制在95%左右。传统的强制氧化需要提供空气动力源与搅拌装置,存在设备复杂,氧的利用率低、运行费用高、基建投资大、维护管理困难等缺点。因此,本文提出采用射流曝气器实现强制氧化并应用到脱硫浆液氧化中,实现了集曝气与搅拌于一体,具有重要的工程意义。 本论文依托国家“十一五”科技支撑计划项目(2007BAC24B01)子项目“脱硫石灰石浆液射流氧化工艺开发”,以重庆某环保公司的脱硫系统中浆液氧化为研究背景,优化了射流曝气器中喉嘴距、喉管长径比等结构参数,得到最大吸气量,采用数值模拟实验确定了其最优安装方式,得出浆液罐内最佳搅拌效果,并在重庆某环保公司现场验证其吸气量与氧化效果。主要研究成果如下: ①研究了射流曝气器结构参数的设计原理,得出了影响射流曝气器吸气量的主要结构参数及其取值范围,包括喷嘴直径d1、吸气室直径d2、喉管直径d3、喉嘴距Lc、喉管长度L以及扩散管的长度LD的计算模型。 ②实验得出了射流曝气器吸气量与喉嘴距、面积比、喷嘴收缩角及喉管长径比的关系,得到了在循环泵流量16 m3/h与压力0.3MPa的实验参数下,射流曝气器的最优结构参数:喉嘴距15 mm,面积比3.7,喷嘴收缩角13°,喉管长径比为6,通过测试并计算出进口风速约为5m/s,单个射流曝气器的吸气量为12.72 m3/h。 ③根据现场条件,即浆液罐高度为1.4 m,直径1.5 m,出口直径80 mm,入口直径50mm,采用UG建立数学模型,并由CFX软件模拟实验得出了射流曝气器对浆液罐内混合搅拌效果最佳的安装方式:数量为三个,垂直于塔壁,安装高度均为0.8 m。 ④现场脱硫浆液氧化实验中,在射流曝气器入口流速为5.32 m/s的条件下,其吸气量总量为59.52 m~3/h,且浆液经过2小时射流氧化后,亚硫酸钙氧化率达85%以上。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X701.3

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