论文部分内容阅读
烟道气蒸发处理脱硫废水的工艺利用烟道气的余热使废水蒸发进入烟气中,含在废水中的细小颗粒随着烟气进入电除尘器被捕集,从而可以实现脱硫废水的零排放。雾化喷嘴的性能决定脱硫废水能否在有限的时间内完全蒸发。目前国内外进行脱硫废水雾化喷嘴的研究甚少,工程上往往套用燃油喷嘴的已有技术数据,因油与脱硫废水的物性参数差异较大,导致实际使用中存在由于液滴未完全蒸发而造成除尘设备积灰、腐蚀等问题。本文选择工程上应用广泛的Y型喷嘴作为研究对象,研究其结构参数、运行条件和工作参数对脱硫废水雾化特性的影响规律,主要研究工作及成果如下: (1)建立了Y型喷嘴雾化特性的数学模型和计算方法,通过计算给定区域的气液两相流场,分析喷雾场的结构特性,获得了加入液体离散相之前的单纯气相流场、加入液相后的气相流场以及气液两相耦合计算所得到的喷雾图形。结果表明:加入离散相后计算区域的气相流场更加扩散,且扩散区域向前推进;雾化锥呈圆锥形,约在60d处雾化过程基本完成(d为混合孔直径),雾化角约为18°。 (2)采用正交试验法进行数值试验,研究了气孔直径、液孔直径、混合孔直径和混合段长度等4个结构参数尺寸对喷雾特性的影响规律。结果表明:当气孔直径处于1.9~2.5mm、液孔直径处于1.6~2.0mm、混合孔直径处于2.6~3.0mm、混合段长度处于10~20mm范围内时,保持气、液流量不变的条件下,随着气孔直径的减小、液孔直径的增加、混合段长度的增加,喷嘴雾化的液滴粒径减小,这是由于在混合段入口提高气体速度、降低液体速度、增加混合段长度均有利于液体剪切破碎;但随混合孔直径的增加,液滴粒径呈现先减小后增大的规律,这是因为Y型喷嘴存在机械和气力双重雾化作用,机械雾化和气力雾化对雾化效果的综合影响并非随着混合孔直径的变化呈单一趋势,而存在最佳值。 (3)在上述计算结果的基础上,建立了优化几何尺寸组合的喷嘴结构模型,进一步对气体压力、气液比和喷嘴出口压力等操作参数对喷雾雾化粒径的影响规律进行了研究。结果表明,当气体压力处于0.2~0.45MPa、气液比处于0.2~0.7kg/kg、喷嘴出口压力处于-0.05~0.20MPa范围内时,喷嘴的雾化效果随着气体压力的增大、气液比的增大和喷嘴出口压力的减小而变好。 (4)最后,以常熟电厂300MW烟气脱硫废水零排放项目为例,定量分析了脱硫废水烟道气蒸发工艺对烟气特性的影响,并对脱硫废水蒸发工艺方案进行了中试试验,得到结论如下:在应用此工艺对脱硫废水进行喷雾蒸发处理后,烟气的温度有一定程度的下降,但仍高于酸露点的温度,烟气的水蒸气含量有所增加,但烟气仍处于不饱和状态,通过控制液滴粒径,确保在进入电除尘器前完全蒸发,就不会对电除尘器和烟道造成腐蚀。