干法脱硫非均匀初始孔隙率数学模型.pdfVIP

　环境污染与防治　第 26 卷　第 1 期　2004 年 2 月 干法脱硫非均匀初始孔隙率数学模型3 陈　兵　金　浩　张学学 (清华大学热能系工程热物理研究所, 　北京 100084) 摘要　分析了晶粒模型的优缺点, 并针对晶粒模型的缺陷提出了一种晶粒模型的改进模型。改进后的模型考虑到颗粒内部初 始孔隙率的非均匀性, 建立了一个初始孔隙率沿半径变化的单颗粒脱硫数学模型。 关键词　脱硫　晶粒模型　孔隙率　数学模型 - 　 , , A mathematic m odel of non hom ogenous or ig inal porosity for dry m ethod desulfur ization Chen B ing J in H ao Z hang X uex ue. Institu te of E ng ineering T herm orhy sics in the D ep artm ent of T hem al E ng ineering , T sing hua U ni2 veisity , B eij ing 100084 Abstract: In th is paper, the advantages and disadvantages of the grain model w ere introduced and analyzcd, and a modified model acco rding to the disadvantage of grain model w as p ropo sed. T he modified model considered the 2 , 2 non homogenous o riginal po ro sity of the particle and a m athem atical model of non homogenous o riginal po ro sity w as built. : 　 　 　 Keywords D esulfurization Grain model Po ro sity M athem atical model 　　相对于湿法脱硫系统来说, 干法脱硫系统具有系统简 一个一维的非均匀初始孔隙率的模型, 本文要建立一个球形的 单、投资省、占地面积小、运行费用低、利于环保等优点。具体 非均匀初始孔隙率的模型, 如图2 所示。 的干法脱硫过程包含有传热、传质和化学反应过程, 主要 [1 ] ( ) ( ) 有 : 1 SO 2 向脱硫剂表面的扩散过程; 2 SO 2 与脱硫剂间 的相互作用过程; (3) 气体产物从固体颗粒表面向烟气流的 扩散过程。目前干法脱硫效率较低, 吸收剂利用率也较低, 限 制了此种方法的应用。而造成这种状况的一个非常重要的原 因在于干法脱硫反应过程中生成的CaSO 4 的摩尔体积是CaO 的 3 倍多, 且CaO 颗粒内气孔分布纤细而密集, 故而在脱硫反应中 CaO 颗粒内气孔很快就被CaSO 4 堵塞, 从而阻止了 SO 2 向其内 图 1　初始孔隙率均匀的晶粒模型 部的扩散, 限制了脱硫效率和脱硫剂的利用率。 1　晶粒模型及缺陷 晶粒模型是近年来提出的一种有用且简单的模型。该模 [2 ] 型最早是由 Szekely 等 提出的。早期的晶粒模型把脱硫剂