文丘里—環(huán)流洗滌煤氣除塵組合工藝和機理研究
發(fā)布時間：2020-12-08 13:35
煤氣化工藝氣含塵量大并帶有飽和水蒸氣,容易阻塞生產(chǎn)裝置、影響下游的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量,粗煤氣中飛灰顆粒物的含量是清潔安全生產(chǎn)的重要指標。其中,微顆粒的脫除也是氣溶膠分離領(lǐng)域的熱點問題之一。本文針對煤氣除塵,開發(fā)了“文丘里—環(huán)流”組合洗滌除塵技術(shù),首次用環(huán)流床替代鼓泡床,并實現(xiàn)了“兩段霧化-強制環(huán)流-噴淋/除霧”多級洗滌。在表征燃煤飛灰潤濕性的基礎(chǔ)上,采用實驗和計算流體力學（CFD）相結(jié)合的方法,考察了裝置的水力學特性和除塵性能。飛灰的潤濕性研究包括:提出了Gibbs自由能和潤濕熱判據(jù),可以從熱力學上判定飛灰是否自發(fā)潤濕;測定了飛灰的ξ電位、粒度分布、顆粒形貌特征、元素組成、BET表面積等,計算了顆粒特征值――粒度分形維數(shù)和表面積分形維數(shù),考察了顆粒的相似性;藉此揭示了粒徑分布、表面特征、飛灰組成對潤濕性的影響。在文丘里管研究中,首先基于CFD模擬結(jié)果進行了選型,完成了文丘里管的水力學實驗,開發(fā)了適用于霧環(huán)狀流的兩相文丘里壓降半理論模型。然后進行了三相洗滌實驗,在文丘里管中借助兩段霧化技術(shù)高速射流破碎液滴,形成良好的霧環(huán)狀流,顯著增加了液滴相界面,通過液滴對飛灰顆粒的碰撞、攔截完成除塵;...
【文章來源】：中國地質(zhì)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：155 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
Shell粉煤氣化工藝流程圖
3圖 1-2 德士古水煤漿氣化工藝流程圖Texaco 水煤漿氣化的工藝流程可見圖 1-2[4]。原料為煤與水、添加劑、石灰石、氨水研磨制成水煤漿，經(jīng)加壓后與高壓氧氣由煤漿泵經(jīng)德士古燒嘴混合后呈霧狀噴人氣化燃燒室進行氣化反應(yīng)，合成氣和熔渣進入氣化爐激冷室底部冷卻、固化，排出。1.3.2 燃煤飛灰顆粒物研究煤燃燒形成的固渣（飛灰）可分為灰分和燒失量�；曳质侵冈诟邷馗邏簵l件下，
含的無機礦物質(zhì)與碳粒形成的固渣。燒失量是沒經(jīng)過燃燒而殘留有機物含量高，是煤氣化微塵的主要來源[8]。煤的燃燒工藝、煤種煤飛灰的理化性質(zhì)，如粒徑分布、密度、可燃物含量、表觀結(jié)構(gòu)等[8]，這些性質(zhì)決定了飛灰的吸水性和潤濕性，對后續(xù)除塵工藝有飛灰的形成機理形成存在多種機理，主要有礦物顆粒的破碎、聚合、焦炭與無機]。Flagen[9]認為煤粉燃燒時，揮發(fā)分升華后向顆粒外擴散，在顆粒規(guī)則氣孔，有機物基本燃燒完后，礦物質(zhì)大部分形成多孔玻璃體冷凝后形成超細飛灰，過程如圖 1-3 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及政策綜述[J]. 張鴻宇,周麗,張希良. 現(xiàn)代化工. 2018(05)
[2]現(xiàn)代煤化工技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 王明華,毛亞林,李瑞峰. 煤炭加工與綜合利用. 2017(02)
[3]我國現(xiàn)代煤化工面臨的環(huán)保困境及對策建議[J]. 冉麗君,梁鵬,羅霂,崔積山. 環(huán)境保護. 2017(01)
[4]不同燃燒源飛灰細顆粒物理化學特性與潤濕性[J]. 孫德帥,朱童,胡曉靜,紀勇強,席皓皓,方龍. 環(huán)境科學與技術(shù). 2015(08)
[5]北京城區(qū)道路灰塵季節(jié)性粒度分布及分形特征[J]. 周戀彤,董黎明,趙鈺,秦澤敏. 中國環(huán)境科學. 2015(06)
[6]煤氣化細灰及其原煤的熱解特性與官能團特征[J]. 潘嬋嬋,劉霞,霍威,郭曉鐳,龔欣. 化工學報. 2015(04)
[7]自吸式文丘里洗滌器引射特性及其影響因素[J]. 周艷民,孫中寧,谷海峰,苗壯. 化工學報. 2015(01)
[8]大氣細顆粒物的污染特征及對人體健康的影響[J]. 陶燕,劉亞夢,米生權(quán),郭勇濤. 環(huán)境科學學報. 2014(03)
[9]文丘里管內(nèi)非對稱流動的數(shù)值模擬[J]. 蔣燕華,楊茉,郭春筍,沈思葦. 化工學報. 2014(S1)
[10]煤氣化細渣組分分析及其綜合利用探討[J]. 楊帥,石立軍. 煤化工. 2013(04)
博士論文
[1]燃煤過程中亞微米顆粒形成與排放的研究[D]. 隋建才.華中科技大學 2006
[2]鍋爐煙氣濕法脫硫理論與工業(yè)技術(shù)研究[D]. 段振亞.天津大學 2006
[3]氣升式環(huán)流漿態(tài)床流動與傳質(zhì)行為的研究[D]. 張同旺.清華大學 2005
[4]新型多級環(huán)流反應(yīng)器流體力學研究[D]. 李飛.清華大學 2004
碩士論文
[1]文丘里洗滌器對煤灰洗滌性能的研究[D]. 蔣斯麒.中國石油大學(北京) 2016
[2]氣液環(huán)流水洗塔在煙道氣除塵中的性能研究[D]. 倪玉峰.中國石油大學(北京) 2016
[3]動力煤及其燃燒產(chǎn)物物化性質(zhì)的實驗研究[D]. 王斌.華北電力大學 2013
[4]文丘里洗滌器過濾性能研究[D]. 王盟.哈爾濱工程大學 2012
[5]燃煤電廠粉煤灰品質(zhì)控制技術(shù)研究[D]. 姬海宏.華北電力大學（河北） 2009
本文編號：2905176
【文章來源】：中國地質(zhì)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：155 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
Shell粉煤氣化工藝流程圖
3圖 1-2 德士古水煤漿氣化工藝流程圖Texaco 水煤漿氣化的工藝流程可見圖 1-2[4]。原料為煤與水、添加劑、石灰石、氨水研磨制成水煤漿，經(jīng)加壓后與高壓氧氣由煤漿泵經(jīng)德士古燒嘴混合后呈霧狀噴人氣化燃燒室進行氣化反應(yīng)，合成氣和熔渣進入氣化爐激冷室底部冷卻、固化，排出。1.3.2 燃煤飛灰顆粒物研究煤燃燒形成的固渣（飛灰）可分為灰分和燒失量�；曳质侵冈诟邷馗邏簵l件下，
含的無機礦物質(zhì)與碳粒形成的固渣。燒失量是沒經(jīng)過燃燒而殘留有機物含量高，是煤氣化微塵的主要來源[8]。煤的燃燒工藝、煤種煤飛灰的理化性質(zhì)，如粒徑分布、密度、可燃物含量、表觀結(jié)構(gòu)等[8]，這些性質(zhì)決定了飛灰的吸水性和潤濕性，對后續(xù)除塵工藝有飛灰的形成機理形成存在多種機理，主要有礦物顆粒的破碎、聚合、焦炭與無機]。Flagen[9]認為煤粉燃燒時，揮發(fā)分升華后向顆粒外擴散，在顆粒規(guī)則氣孔，有機物基本燃燒完后，礦物質(zhì)大部分形成多孔玻璃體冷凝后形成超細飛灰，過程如圖 1-3 所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及政策綜述[J]. 張鴻宇,周麗,張希良. 現(xiàn)代化工. 2018(05)
[2]現(xiàn)代煤化工技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 王明華,毛亞林,李瑞峰. 煤炭加工與綜合利用. 2017(02)
[3]我國現(xiàn)代煤化工面臨的環(huán)保困境及對策建議[J]. 冉麗君,梁鵬,羅霂,崔積山. 環(huán)境保護. 2017(01)
[4]不同燃燒源飛灰細顆粒物理化學特性與潤濕性[J]. 孫德帥,朱童,胡曉靜,紀勇強,席皓皓,方龍. 環(huán)境科學與技術(shù). 2015(08)
[5]北京城區(qū)道路灰塵季節(jié)性粒度分布及分形特征[J]. 周戀彤,董黎明,趙鈺,秦澤敏. 中國環(huán)境科學. 2015(06)
[6]煤氣化細灰及其原煤的熱解特性與官能團特征[J]. 潘嬋嬋,劉霞,霍威,郭曉鐳,龔欣. 化工學報. 2015(04)
[7]自吸式文丘里洗滌器引射特性及其影響因素[J]. 周艷民,孫中寧,谷海峰,苗壯. 化工學報. 2015(01)
[8]大氣細顆粒物的污染特征及對人體健康的影響[J]. 陶燕,劉亞夢,米生權(quán),郭勇濤. 環(huán)境科學學報. 2014(03)
[9]文丘里管內(nèi)非對稱流動的數(shù)值模擬[J]. 蔣燕華,楊茉,郭春筍,沈思葦. 化工學報. 2014(S1)
[10]煤氣化細渣組分分析及其綜合利用探討[J]. 楊帥,石立軍. 煤化工. 2013(04)
博士論文
[1]燃煤過程中亞微米顆粒形成與排放的研究[D]. 隋建才.華中科技大學 2006
[2]鍋爐煙氣濕法脫硫理論與工業(yè)技術(shù)研究[D]. 段振亞.天津大學 2006
[3]氣升式環(huán)流漿態(tài)床流動與傳質(zhì)行為的研究[D]. 張同旺.清華大學 2005
[4]新型多級環(huán)流反應(yīng)器流體力學研究[D]. 李飛.清華大學 2004
碩士論文
[1]文丘里洗滌器對煤灰洗滌性能的研究[D]. 蔣斯麒.中國石油大學(北京) 2016
[2]氣液環(huán)流水洗塔在煙道氣除塵中的性能研究[D]. 倪玉峰.中國石油大學(北京) 2016
[3]動力煤及其燃燒產(chǎn)物物化性質(zhì)的實驗研究[D]. 王斌.華北電力大學 2013
[4]文丘里洗滌器過濾性能研究[D]. 王盟.哈爾濱工程大學 2012
[5]燃煤電廠粉煤灰品質(zhì)控制技術(shù)研究[D]. 姬海宏.華北電力大學（河北） 2009
本文編號：2905176
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