烟气循环流化床脱硫塔物料内循环特性研究.pdf

山东大学博士学位论文烟气循环流化床脱硫塔物料内循环特性研究姓名：张立强申请学位级别：博士专业：热能工程指导教师：马春元20080421摘要增强脱硫塔内循环提高塔内颗粒浓度是循环流化床半干法烟气脱硫工艺提高脱硫效率、提高钙利用率、降低造价的重要手段。不同位置发生的内循环对脱硫反应的贡献不同因此提高脱硫塔内循环并对内循环的有效性进行阐述组织合理的内循环是需要研究的重要课题。目前循环流化床脱硫工艺主要依靠在塔顶部布置分离器分离灰在塔内回落来增强内循环。本文首先对脱硫塔顶部物料回流过程进行了冷态试验分析了物料回流并返混入主流的过程回流颗粒在下落的过程中被主气流逐渐剥离向塔内扩散返混沿径向可以分为三个区域：回流区、返混加速区和主流区。在一定的颗粒回流量下相对最大回落长度与主气流速度基本呈指数型的递减分布；物料在塔内形成了浓度上部高下部低的分布趋势有效物料浓度进较低可以采用外循环灰管的方式将分离物料在塔底送入以提高利用率。提出了脱硫塔底部采用切向旋流和直流复合流化的方式在冷态匝樘上对研究了表观气速、入口颗粒浓度以及切向旋流风率变化时塔内气固流动以及颗粒内循环特性。表观气速降低到／帕３两底饔妹飨裕氏只泛肆鞫性。在塔底部形成类似喷动床的流态最高浓度为最低浓度的倍平均浓度比／黾恿％。随着表观气速的降低塔内颗粒逐渐集中于脱硫塔的主反应区域物料的有效率提高。随着旋流流量的增加在脱硫塔底部壁面附近区域出现回流区这增强了气流扰动和气固混合有利于增强物料的内循环。脱硫塔内高浓度区域集中于．之间。当旋流流量为％时壁面浓度与中心区域浓度比增加到Ｋ孀判髁髁康脑黾樱弑诟吲ǘ惹蛞仓鸾ピ龃螅晃锪吓度的有效率也逐渐增加旋流的加入使塔内颗粒逐渐集中于塔的中下部。脱硫塔平均颗粒浓度随入帕Ｅǘ鹊脑黾又鸾ピ黾樱以黾拥姆纫4笥谌肟诳帕Ｅ度增加的幅度塔内颗粒浓度的增加有利于颗粒的团聚有利于颗粒在离心力作用下被分离而回落明显增强了脱硫塔的内循环。颗粒粒径的径向分布中心高壁面低在甇涑鱿志植扛叻濉Ｒ虼搜馗叨确较蚩帕Ｆ骄＞吨鸾ゼ跣。大颗粒的分离和回落现象主要集中于脱硫塔的中下部。提出了强化内循环脱硫塔的结构底部采用夹层结构实现塔内壁面的旋转流动。研究了脱硫塔的阻力特性旋流结构的流量分配以及塔内颗粒浓度分布特性。负荷适应性的作用随着旋流入口的关闭旋流流量逐渐减小中心直流流量增大塔内颗粒浓度逐渐降低。当表观空塔气速降低时旋流流量降低但颗粒沉降作用明显塔内平均颗粒浓度得到明显的提高可关闭部分旋流以满足塔内流将强化内循环脱硫塔应用于椋黾有鹘峁购笤谒谙虏勘诿媲域形成了旋转流场脱硫塔直管段内烟气流速呈现对称分布脱硫塔内均匀性得到明显的提高。脱硫塔阻力主要集中于脱硫塔入口段占总阻力的．％增加现象：相对于入口灰浓度机组负荷为蚜蛎煌对耸笔蓖蚜蛩撞勘诿处的灰浓度增加了％；机组负荷将为时在重力沉降和离心分离的作用下脱硫塔底部距离壁面和处灰浓度分别增加了ズァＭ硫投运后颗粒粒径变大增强了颗粒沉降和离心分离效应塔内物料浓度得到极大的提高：塔底部距离壁面处颗粒浓度提高了叮嗬氡诿处浓度增加了ァ１诿嬗忻飨缘奈锪匣亓鞔嬖冢黾恿朔从Φ谋砻婊岣吡送硫效率壁面大量物料的回流和分离不断冲刷壁面有效壁面了结垢现象。关键词循环流化床内循环有效性切向旋流脱硫塔的阻力主要集中于喉口旋流段占塔总阻力的．％随表观空塔气速和入口颗粒浓度的增加旋流段阻力不断增加。旋流结构同时具有流量调节以及提高态化的要求。旋流后阻力增加．纪蚜蛩茏枇ΦァＭ蚜蛩哂忻飨缘哪谘山东大学博士学位论文Ⅱ甌．．．甀．簍甅瓹甌狥．甇．．瑃痵甀．．甌甌．谢甅甒聇山东大学博十学位论文／甋猳甌％．．％．．．疪．琣甇．．％