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船舶发动机湿法烟气脱硫塔仿真模拟研究
| 论文题名： | 船舶发动机湿法烟气脱硫塔仿真模拟研究 |
| 关键词： | 船舶发动机;烟气脱硫塔;湿法喷淋;仿真模拟 |
| 摘要： | 为满足IMO规定的船舶硫化物排放限值，将电厂成熟的湿法烟气脱硫技术应用于船舶已成为当前热点。其中船舶闭式洗涤系统是以喷淋式脱硫塔为核心， NaOH等碱性水为喷淋洗涤液的发动机尾气SO2后处理系统，由于其脱硫效率高、不受环境影响、耗水量小等优势，已逐渐成为船舶脱硫的主要手段。在对脱硫塔进行实船试验时存在安装布置复杂、易受环境影响、参数调整困难等弊端，因此利用计算机进行仿真模拟无疑是更加便利的途径。 现以FLUENT软件为仿真平台，建立以NaOH为喷淋液的脱硫塔模型，对塔内流动过程和脱硫效率进行模拟研究。分别采用k??湍流模型、颗粒轨道模型、物质运输模型描述气体连续相和液滴离散相的运动过程；以双膜理论为指导创建SO2传质模型，并编写C语言程序导入软件UDF接口；对脱硫塔有无喷淋两种情况进行模拟，并分析开启喷淋对塔内流场、压力场、温度场、SO2浓度场的影响；分别对不同液气比、发动机工况、喷淋层数等条件进行模拟，探究运行参数对脱硫塔及发动机的影响，并根据实际情况提出最佳参数。最终得到如下结论： (1)使用离散相DPM模型可以模拟脱硫塔喷淋过程；基于双膜理论的自定义SO2吸收模型可以较好地预测船舶脱硫塔的脱硫效率。 (2)开启喷淋后液滴对塔内流场有整流作用，烟气温度下降，同时塔内阻力有所提高，但发动机背压在可接受范围内；SO2浓度下降明显，在满负荷、液气比5L/m3时可以达到96%脱硫率，满足IMO第三阶段非硫排放控制区限值标准。 (3)其它条件不变，随着液气比、喷淋层数的加大，塔内流场均匀性提高，气液混合程度加强，脱硫效率升高，但塔内阻力也会随之升高。随着负荷增高，发动机背压增加，脱硫效率略有降低。综合脱硫效率与塔内阻力影响，选取5L/m3为最佳液气比，并推荐发动机在75%左右负荷范围工作，尽量选择多个高位喷淋层的组合方式开启。 |
| 作者： | 李向晖 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王忠俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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