脱硫废水在烟道中蒸发运动特性的数值研究

2021-08-23李恒凡焦世权韩中合

动力工程学报 2021年8期

李恒凡，焦世权，韩中合

(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定 071003)

石灰石-石膏湿法脱硫技术广泛应用于燃煤电厂，极大地降低了燃煤电厂SO2的排放量，有效改善了环境质量[1]。根据该技术的运行特点[2]，在运行过程中需向外界排出一定量的脱硫废水，这种废水的成分复杂、含盐量高、易腐蚀结垢[3]，而常规脱硫废水处理技术不能实现零排放的要求，且工艺复杂、成本较高[4-5]。

脱硫废水烟道蒸发处理技术能够实现脱硫废水的零排放，且工艺简单、运行费用低，得到了较快的发展[6-8]。该技术利用锅炉尾部烟气余热蒸干雾化后的脱硫废水，而剩余的固体杂质随灰一并被除尘器除去[9]。该技术要求脱硫废水雾化液滴必须在尽量短的时间和蒸发距离内完全蒸发，以防止脱硫废水对烟道和除尘器的腐蚀[10]。因此，研究烟气中脱硫废水雾化液滴的蒸发运行过程，分析烟气和液滴性质对液滴蒸发运动特性的影响，对脱硫废水烟道蒸发处理技术的工程应用具有重要的指导意义。

笔者建立了雾化液滴在烟气中蒸发和扩散的数学模型，针对某330 MW锅炉尾部烟道，利用Fluent软件模拟计算了液滴的蒸发运动过程，分析了烟气温度、流速、水蒸气质量分数以及液滴初始粒径、初速、初温、喷射角度和喷水质量流量等对液滴蒸发时间、蒸发速度、蒸发距离和运动速度的影响。