多孔CaO颗粒脱硫过程中硫酸盐化特性的数值模拟

• 作者: 曲践 武文斐 王照国
• 来源期刊: 环境工程学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: CaO颗粒 硫酸盐化 随机孔模型 数值模拟 热质传输 烟气脱硫
• 年，卷（期）: 2018,（4）
• 所属期刊栏目: 大气污染防治
• 页码范围: 1148-1155
• 页数: 8页
• 分类号: X703.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.12030/j.cjee.201711097

摘要

在循环流化床炉内喷钙控制SO2的过程中,新生成的CaSO4会堵塞CaO颗粒的孔隙,导致脱硫效率的降低.通常认为CaSO4堵塞CaO颗粒孔隙有2种形式:其一是CaSO4产物层覆盖在颗粒的外表面造成堵塞孔隙出口;其二是SO2进入孔隙内部生成CaSO4形成均匀堵塞.这种处理方法忽略了孔隙内部的SO2浓度差异,与实际情况相差甚远.针对此问题,建立了离散化的收缩孔隙随机孔模型对CaO颗粒与SO2的反应过程进行数值模拟.模型考虑了生成的CaSO4对有效扩散系数的影响,孔隙内部SO2浓度差异对于CaO颗粒转化速率的影响,以及反应过程中孔隙结构收缩对于颗粒整体转化的影响.通过Fortran自主编程并计算,结果表明模型与实验数据吻合较好.CaO颗粒反应过程中,由于颗粒外部SO2浓度高而率先反应并堵塞颗粒孔隙,导致颗粒内部大量CaO没有参与反应.CaO硫酸盐化的最佳环境温度为800～900℃,过高和过低都会对其硫酸盐化产生负面影响.颗粒粒径越小,CaO硫酸盐化率越高.