喷淋式吸收塔塔塔内流场模拟及优化毕业设计.doc

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1、喷淋式吸收塔塔塔内流场模拟及优化毕业设计目录1绪论SO2是当今人类面临的主要大气污染物之一，其污染源分为两大类：天然污染源和人为污染源。天然污染源由于量少、面广、易稀释和净化，对环境的危害不大；而人为污染源由于量大、集中、浓度高，对环境造成严重的危害。SO2的污染属于低浓度、长期的污染，它的存在对自然生态环境、人类健康、工农业生产、建筑物及材料等方面都造成了一定程度的危害。SO2的主要来源与能源消耗有关，而经济发展离不开能源的支持。我国是一个能源生产和消费大国，一次能源消费总量仅次于美国，居世界第二位，但人均消费量还达不到全世界人均的一半，不足美国人均的

2、1/10。目前我国能源短缺仍然是制约经济发展的重要因素，改革开放以来，随着经济的发展，我国的电力工业持续、稳定的增长。我国全面小康社会的经济发展目标是，到2020年实现GDP比2000年翻两番，也即2001～2020年GDP年增长速度达到7.2％左右，人均GDP3200美元左右。这样，在未来20年，我国电力需求增长需要保持较快的发展速度，预计为5.5％～6％左右。到2010年全社会用电将达到25400～26600亿kw·h，需要装机5.5~5.8亿kw；2020年全社会用电将达到39400～43200亿kw·h，需要装机8.2~9.0亿kw[1]。根据国

3、际能源署(IEA)2002年9月发布的一份《世界能源展望》报告显示，在2000～2030年期间，中国的能源需求每年平均将增长2．7％，2030年将达到21．33亿t油当量，这一增长率高于其他国家和地区。中国在此30年期间对煤炭的需求每年将增长2.2％，在2030年达到20亿t。所增加需求的大多数将来自发电领域。在我国一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位，这与多数工业发达国家的一次能源构成中以石油和天然气为主的特点有很大的不同。而且在已探明的一次能源储备中，煤炭仍是主要能源，约占一次能源探明总储量的90％。有关专家预测，到2050年，煤在一次能

4、源中所占比例仍在50％以上，这充分说明在很长的一段时间内，我国一次能源以煤为主的格局不会发生变化。煤炭是一种低品位化石能源。我国煤炭中灰份、硫份含量高，大部分煤的灰份在25％~28％，硫份的含量变化范围大，从0.1～10％不等。我国多数煤种除长焰煤、气煤和不粘结煤外，平均含硫率均超过1.0％，我国SO2的排放量与煤炭消耗量有着密切的关系，《中国环境状况公报》表明，1990年，我国大、中城市大气污染较重，小城镇大气污染有加重的趋势。全国废气排放量(不包括乡镇工业)为85000亿m3(标准状态下)，比上一年增长2.8％。其中SO2排放量为1495万t34，与

5、上一年基本持平。1995年我国SO2排放量达到2370万t，超过欧洲和美国，使我国成为世界SO2排放第一大国，之后连续多年排放量超过2000万t，由于采取了一系列有效的控制排放政策和措施，目前已取得一定的成效，但SO2的排放仍十分巨大，污染严重。电力行业是用煤大户，以2000年为例，我国发电装机容量为319321MW,发电量为1368.5TW·h，均为世界第二位，其中火电装机容量为237540MW，约占74.4％，火电的发电最保持在81％左右。在火电机组的燃料中，煤炭占95％，油气只占5％左右(主要用于少数特殊的电站、机组点火用油、联合循环机组及内燃及发

6、电机组)。2000年，我国发电总煤耗量约为6亿t，约占煤炭产量的60％，排放SO2800多万t，占全国排放总量的40％以上，是SO2污染的大户，因此削减火电厂的SO2排放是控制SO2排放总量的重点。削减SO2排放量、控制大气SO2污染、保护大气环境质量，是目前及未来相当长时期内我国环境保护的重要课题之一。燃煤过程中产生的S02已成为我国大气环境的重要污染源之一。为降低燃煤造成的S02污染，已开发了多种脱硫技术[2-4]。可以预见，未来的几年将是烟气脱硫技术飞速发展和应用的一个重要时期[5]。“十五”期间，预计将有近30GW的火电厂装设烟气脱硫（FGD）设

7、施，并在“十五”期间会有更大的发展[6]。烟气脱硫国产化是降低工程造价，治理SO2，发展环保产业的需要。1.1脱硫技术概述SO2污染控制技术颇多，诸如改善能源结构、采用清洁燃料等，烟气脱硫就是有效削减SO2排放量不可替代的技术。据美国环保署(EPA)1984年统计，世界各国开发、研制、使用的SO2控制技术已达184种，而目前的数量已超过200种。这些技术概括起来可分为三大类：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫(烟气脱硫FGD)。1.1.1燃烧前脱硫燃烧前脱硫技术主要包括煤炭的洗选、煤炭转化(煤气化、液化)、水煤浆技术。洗选煤是采用物理、化学或生物方式对锅

8、炉使用的原煤进行清洗，将煤中的含硫部分除掉，使煤得以净化并生产出不同质量、规格的