粉-粒喷动床半干法烟气脱硫水汽化脱硫反应能量最小多尺度数值模拟论文

1、粉粒喷动床半干法烟气脱硫多相传递、反应特性与多尺度效应数值模【摘要】 环境问题越来越被人们关注的今天,对各种环境污染物排放的控制日益严格。尤其我国以煤为主要能源,如何减小煤中硫分对环境的污染是一项重大课题。粉-粒喷动床半干法烟气脱硫技术白日本研究员开发成功以来,因其高脱硫率、高脱硫剂利用率、设备简单、造价低廉的优点,已成为一种极具应用前景的新型烟气脱硫技术。粉-粒喷动床半干法烟气脱硫体系是一个具有气、液、大颗粒及细粉粒子的复杂多相系统,同时发生着汽化、溶解、硫分吸收、粉体固化脱落及气流夹带等诸多物理与化学变化。研究粉-粒喷动床中的多相传递、反应特性及颗粒流化结构,可了解其内部运行规律,为喷动床

2、反应器的优化设计提供依据,并促进多尺度反应工程理论的发展。本文以粉-粒喷动床半干法烟气脱硫体系为研究对象,深入分析粉-粒喷动床中水汽化过程与气-液-固三相反应过程,通过合理的简化假设,构建了描述水汽化规律与脱硫反应特性的物理数学模型。结合数值模拟研究方法,运用计算流体力学原理,模拟了喷动床反应器内的汽化及反应过程。结果表明,喷动床内环隙区因具有较大的传质传热面积,较长的物料停留时间,以及较高的气体流量,是发生水汽化及脱硫反应的主要区域；喷动床内大颗粒的流动结构具有明.更多还原【Abstract】 The environmental problems have become popular no

3、wadays. With increasing concern on this issue, controls on the emission of various pollutants are increasingly stringent. Coal is the main energy source of china, so it is a major issue to reduce the environmental pollution caused by sulfur component in coal. Powder-particle spouted bed semi-dry flu

4、e gas desulfurization technology, which developed in Japan, has many advantages, such as high desulfurization rate, high sorbent utilization, low cost .更多还原 【关键词】 粉-粒喷动床半干法烟气脱硫； 水汽化； 脱硫反应； 能量最小多尺度； 数值模拟； 【Key words】 powder-particle spouted bed semi-dry flue gas desulfurization； evaporation； desulfur

5、ization； energy-minimization multi-scale； numerical simulation； 中文摘要 3-4 英文摘要 4-5 第一章 绪论 8-19 1.1 喷动床概述 8-11 1.2 粉-粒喷动床半干法烟气脱硫技术 11-12 1.3 数值模拟方法在喷动床研究中的应用 12-18 主要的数值模拟研究方法 12-13 拟流体模型、湍流模型及组分运输基本方程 13-18 1.4 研究目的与研究内容 18-19 第二章 粉-粒喷动床水汽化过程的传质传热研究 19-42 2.1 粉-粒喷动床水汽化过程 19-20 2.2 水汽化过程传质传热数学模型 20-25

6、 2.3 水汽化模型的数学分析 25-31 相间相对滑移速度对水汽化模型结果的影响 25-26 气相主体温度对水汽化模型结果的影响 26-28 液相温度对水汽化模型结果的影响 28-30 气相主体水分质量分数对水汽化模型结果的影响 30-31 2.4 模拟结果与讨论 31-41 模型网格及边界条件 31-34 喷动结构及气-固两相流动行为 34-35 喷动床内水汽化过程 35-37 喷动床内水分分布 37-39 喷动床内温度分布 39-41 2.5 本章小结 41-42 第三章 粉-粒喷动床脱硫反应特性研究 42-56 3.1 粉-粒喷动床半干法脱硫反应过程 42-44 3.2 脱硫反应过程数学模型 44-49 3.3 模拟结果与讨论 49-55 模型网格及边界条件 49-52 脱硫反应过程 52-54 脱硫产物分布 54-55 3.4 本章小结 55-56 第四章 喷动床颗粒多尺度效应研究 56-74 4.1 曳力系数模型及颗粒多尺度效应 56-59 4.2 能量最小多尺度理论及模型方程组 59-61 4.3 能量最小多尺度模型方程组的求解 61-64 4.4 模拟结果与讨论 64-73 模型网格