基于數(shù)值模擬的NO臭氧氧化反應、雙旋流氣氣混合器和濕法脫硝模型研究.pdf

1、在大范圍霧霾和城市群大氣復合污染日趨嚴重的當下，煙氣多種污染物同時脫除技術受到了研究者們廣泛的關注。本文圍繞O3氧化結合濕法聯(lián)合脫除技術的關鍵問題展開了系統(tǒng)研究;基于CHEMKIN研究了NO2和N2O5生成的工藝條件;采用E-L兩相流模型優(yōu)化了35t/h燃煤工業(yè)鍋爐煙氣噴淋控溫系統(tǒng)的設計，并開發(fā)了一種適合O3氧化NO的新型雙旋流氣氣混合器;最后，建立噴淋吸收塔脫硝模型，考察了不同運行參數(shù)對噴淋吸收效果的影響。
　　首先，提出包含2

2、0種物質、76步的O3和NOx反應機理模型，通過文獻數(shù)據(jù)和紅外光譜儀測定的NOx濃度驗證了基于此反應機理模型獲得的數(shù)值模擬結果可信。對工藝參數(shù)的數(shù)值模擬研究表明，停留時間的增加均有利于NO2和N2O5的生成;煙氣溫度對NO2生成率的影響非常小，但對于N2O5的生成，存在著最佳煙氣溫度(373K);適宜NO2和N2O5生成的O3/NO摩爾比分別為1和1.75。模擬研究獲得了NO2和N2O5生成的各自適宜工藝條件。
　　其次，采用E-

3、L兩相流模型開展了針對35t/h燃煤工業(yè)鍋爐煙氣噴淋控溫系統(tǒng)的數(shù)值模擬優(yōu)化設計。研究發(fā)現(xiàn)，自主開發(fā)的單孔噴槍在Z=3m處的分散式分布是最合理的布置方式。模擬結果表明，液滴直徑、噴槍水流量、煙氣溫度和煙氣流量對噴淋降溫影響較大，而噴槍用水溫度對噴淋降溫的影響可忽略。本噴淋降溫裝置在不同的煙氣狀況下均可以滿足工藝對煙溫的控制要求。
　　此外，基于旋流混合原理，開發(fā)了新穎的雙旋流氣氣混合器;采用Fluent軟件對新型靜態(tài)混合器的中心連接

4、件、長/徑比(L/D)、噴管長度、葉片傾斜角等結構參數(shù)對流場和壓降的影響進行了數(shù)值模擬。通過粒子成像測速(PIV)系統(tǒng)實測的流場分布情況和壓降數(shù)據(jù)均與CFD模擬結果有較高的吻合度。結構參數(shù)的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，當L/D為4時，變異系數(shù)(COV)小于5％;中心連接件有利于COV的減少，但會增加靜態(tài)混合器的壓降;噴嘴的適宜長度為4cm，而葉片傾斜角的優(yōu)選值為45°。雙旋流氣氣混合器能在短時間內達到良好的氣氣混合效果，且壓降低于現(xiàn)有商用產(chǎn)品。<