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原文传递船舶烟气脱硫喷淋塔数值模拟

论文题名：	船舶烟气脱硫喷淋塔数值模拟
关键词：	海洋运输业;船舶SOx污染;烟气脱硫;喷淋塔;数值模拟
摘要：	随着海洋运输业的快速发展，船舶带来的SOx污染问题日益突出。国际海事组织(IMO)对船舶SOx排放进行了严格规定，采用烟气脱硫方法是应对IMO相关规定的最具吸引力的方案。　　本文综合比较了目前主流的烟气脱硫工艺并结合船舶自身情况，采用海水作为吸收剂，吸收塔则采用结构简单，易于维护的喷淋塔。以喷淋塔内流场温度场以及SO2在塔内的吸收过程为研究对象。使用 ICEM-CFD软件对简化后的喷淋塔模型进行四面体/六面体混合网格划分，根据相关假设采用欧拉—拉格朗日多相流模型，k??湍流模型，在CFX软件中设置边界条件，选择高精度二阶向后欧拉算法，计算喷淋塔内流场和温度场。使用CEL语言将SO2吸收过程编制成源项载入，计算SO2吸收情况。考察不同烟气入口角度，烟气速度，液滴直径等对塔内流场和温度场的影响并选择了用于吸收模拟的烟气入口角度和液滴直径。考察了液滴直径，液气比，烟气速度等对SO2吸收效果的影响。　　计算结果表明，不同烟气入口角度时塔内压降相差不大。但塔内不同高度截面处的速度分布均匀度以及液滴蒸发量对不同烟气入口角度较敏感，结合喷淋塔自身结构强度，最终选取15°的烟气入口角度。液滴直径小于0.7mm时，烟气流动可显著影响液滴的下落运动，部分液滴会被烟气带出塔外，造成反混，对传质不利。最终选择直径≥0.7mm的液滴进行吸收模拟。液滴与烟气发生热交换并很快达到动态平衡，根据选择的液滴，液滴蒸发时温度下降约1.1 K，质量减少约0.3％，液滴的挥发对液滴运动的影响可忽略。　　喷嘴下方SO2浓度低，脱硫效果较好，塔壁区域SO2浓度较高。沿塔高方向，SO2的浓度逐渐下降。液滴直径越大，脱硫率越低。烟气流量为3000 m3/h，液气比为6 L/m3时，直径为0.7 mm和1.5 mm的液滴脱硫率相差51.3%。合理的烟气速度可以增加脱硫率，脱硫率随液气比增加而增加，但增速逐渐下降，达到本文要求的脱硫率所需液气比为9 L/m3。
作者：	樊宏帅
专业：	化学工程
导师：	朱荣凯
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文