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1、毕业论文超重力技术在锅炉脱硫除尘方面的应用研究目录第1章 超重力技术及其发展状况31.1 超重力技术的基本概念51.2超重力技术发展概况61.3 超重力脱硫除尘技术与传统脱硫除尘技术的比较71.3.1国内烟气脱硫现况71.3.2国内烟气脱硫研发及主要应用技术81.3.3国内除尘技术现状121.4目前脱硫除尘技术及设备存在的问题181.4.1脱硫效率相对较低的问题181.4.2磨损、腐蚀、结垢问题181.4.3排烟温度问题181.4.4脱硫产物分离问题191.5超重技术在脱硫除尘中的应用191.6本研究的主要内容20第2章 试验装置及测试方案222.1试验装置与试验方案222.1.1试验装置22
2、2.1.2试验方案简介232.2试验参数设计232.3超重机流体力学参数控制242.2实验仪器242.2.1主要仪器242.2.2碟片式超重机构造简介25第3章 超重场的水力学试验及数学模型303.1 填料内喷水操作流体力学特性303.1.1干、湿床实验303.1.2设备调整后的水力学试验323.2建立简单的数学模型343.2.1 液体在碟片内流动情况343.2.2条件简化353.2.2 模型建立363.2 模型研究内容39第4章 操作工艺参数与SO2脱除率的关系研究404.1概述404.2操作工艺参数与SO2脱除率关系的研究和分析404.2.1超重床转速与SO2脱除率关系404.2.2 石灰
3、水流量与SO2脱除率的关系424.2.3 pH值与SO2脱除率关系434.2.4 烟气流量与SO2脱除率关系434.2.5 布水器布置形式与SO2脱除率关系444.3 小结46第5章 操作工艺参数与烟尘去除率的关系研究475.1 概述475.2超重机结构对灰尘去除率的影响485.2.1液气比对灰尘脱除率的影响485.2.2 超重机转速的影响495.4影响超重机除尘效果的因素525.4.1液气比（操作液量）的影响525.4.2转速的影响53第6章 结 论56第7章 不足之处与几点建议587.1 不足之处587.2 几点建议58参考文献：62摘要超重场技术是20世纪八十年代发展起来的一种利用离心力
4、强化传质与微观混合的新型化工设备。气液在高度湍流下接触，通过强化传质过程，提高传质效率。在以往的工作中，当处理的气量很大时，会使设备的造价非常高。而采用超重场技术就可以达到减小设备体积、降低设备造价的目的。本试验采用一种垂直式超重机处理8万m3/h的锅炉烟气，转子直径仅为1100mm，反应区高度为800mm。本文首先对超重机的进行了水力学试验实验测定。同时，通过理论分析和合理简化提出了流体在床内流动的数学模型。在此基础上，结合实验数据，本文得出了超重机转速、烟气流量、操作液量及pH值与脱硫除尘效率的关系，并对布水器的放置形式与SO2脱除率的关系进行了初步研究。实验结果表明：超重场能够有效强化碱
5、水常压下对燃煤锅炉烟道气中低浓度SO2的化学吸收。通过对反应器的结构及操作参数的调整得出了最佳的反应器结构参数，并对现在的超重机提出了修改意见。关键词：超重场技术超重机气液传质脱硫除尘ABSTRACTHigh-gravity machine, which uses centrifugal force to intensify transfer and mixing related processes, is a new type of high efficiency multiphase contactor. Gas-liquid is forced to contact by highly
6、turbulent flow. The mass-transfer efficiency is improved in the process of intensifying mass-transfer.In the past woks the cost of equipment was very high when the huge air flow is treated. However the size of equipment and the cost can be reduced by adopted the high-gravity machine. A new vertical
7、high-gravity machine is adopted in this experimentation which can treat 8105m3/h flue gas. The primary size of this equipment is 1100mm rotor diameter and 800mm axial length.The hydraulics experiment is firstly tested in this research. At the same time, a math model of the liquid flow in bed is give
8、n by theory analysis and logical simplification. The relationship of rotate speed, flue gas flux, water flow and pH value with the efficiency of desulfurization and dedusting is given in this paper. The disposal of the water wipe is also affect the efficiency of desulfurization. The relationship bet
9、ween them is also given by primary research.Experimental results show that the high gravity machine can efficiently enforce the alkali water chemical absorbability to low concentration SO2 in flue gas on normal pressure. This machine also has a high efficiency on dedusting. The optimal operating par
10、ameter is gotten by change the machine configuration and operating mode. The goal of energy saving, consumption reduction and emission reduction can be attained by adopt this machine. At last the modification method about this high gravity machine is given in this paper.Key words:High-gravity techno
11、logy High-gravity machine Gas-liquid mass-transfer Desulfurization and dedusting第1章 超重力技术及其发展状况1.1 超重力技术的基本概念所谓超重力是指比在地球重力加速度（9.8m/s2）大的多的环境下，物质所受到的力（包括引力和排斥力）。研究超重力环境下的物理和化学变化过程的科学称之为超重力科学。由超重力科学原理而诞生的应用技术称为超重力技术。超重力技术作为一种高新技术，在工业上有着重大的应用前景。在超重力环境下，不同大小分子之间的分子扩散和相间传质过程比常规重力场下要快的多，气液、液液、液固两相间在比地球重力场
12、大数百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质和孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米甚至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率比传统塔设备提高13个数量级，微观混合和传质过程得到极大强化。同时，在超重力条件下，不仅是整个反应过程的加快，气体的线速度也得到大幅度提高，这使单位设备体积的生产效率得到12个数量级的提高12。在地球上，旋转是实现超重力环境的最简便方法。这种特殊设计的旋转设备统称为超重力设备，简称超重机（HIGEE），在化工设备中又被称之为旋转填充床（RPB）。利用超重力环境下的高强度传质过程和微观混合特性，我们可以将高达几十米的巨大反应塔等化工设备
13、用高不及两米的超重机进行代替3。因此，超重力工程技术被认为是强化传递和多相反应过程的一项突破性技术，被誉为跨世纪的技术，超重机也被誉为“化学工业的晶体管”。总体而言，超重机具有如下特点：极大的缩小了设备尺寸减轻了重量；极大的强化了物质相间的传递过程；物料在设备内的停留时间极短（100ms1s）；易于操作，易于开停车，维护和检修方便；可垂直、水平或任意方向安装，不怕颠簸，可安装于运动物体；快速而均匀的微观混合等等。而超重力技术在上述超重机的特点上可广泛应用于以下特殊过程：由于停留时间短可用于热敏性物料的处理；由于机内残留量少可应用于昂贵物料或有毒物料的处理；其快速而均匀的微观混合特性又可以用来生
14、产高质量的纳米材料；另外还可以进行选择性吸收分离及聚合物脱除单体等等生产中。超重机是具有广阔的工业应用前景的设备4。1.2超重力技术发展概况超重力技术开发研究始于20世纪70年代末1976年，美国太空署（NASA）征求微重力场实验项目，英国ICI公司（帝国化学公司）Ramshow教授等做了化工分离单元操作蒸馏、吸收等过程中微重力场和超重力场影响效应的研究。在他们的研究中，发现微重力场使控制多相流体动力学行为的浮力因子g接近于零，使相间的相对运动降低，非但对传质没有任何好处，反而极大地削弱了传质过程。在微重力或重力接近于零时，液体的表面张力将起主导作用，液体聚集在一起，组分基本上得不到分离。同时
15、也发现超重力使液体表面张力的作用相对变得微不足道，液体在巨大的剪切力作用下被拉伸成微小的液膜、液丝和液滴，产生出巨大的相间接触面积，因此极大地提高了传递速率系数，而且还使气液逆流操作的泛点速率提高，大大增加了设备生产能力，这些都对分离过程有利。这一研究成果促成了超重力分离技术的诞生。随后引起了美、英、中、俄等国大规模的工业化应用技术研究和开发热潮6。沿着这一思路，ICI 着手进行这方面的研究，设计出可产生2001000g超重力场的旋转填充床。大约两年后，第一套示范装置开始运转。1979年6月27日，公开了超重机方面的第一个专利。后来几年里，又陆续公开了一些专利，从而形成了现代超重机的基本结构和操作方式。1985年第一套超重机售出，该机用于脱除被污染的地下水中的有机挥发物。国外从事超重力技术研究的公司和科研机构包括DuPont公司、DOW化学公司、Glitsch公司、Norton公司、Flour公司、ICI公司、Newcat stle大学、Case Western Reserve 大学、Washington大学、Taxas Austin 州立大学等；重点研究的技术有超重力精馏分离技术(甲醇/乙醇的分离等)、超重力吸收分离技术( 天然气脱硫、分离C
