建模和模拟在工程gydF4y2Ba

在这一页上gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba 介绍gydF4y2Ba 讨论gydF4y2Ba 结论gydF4y2Ba 引用gydF4y2Ba 版权gydF4y2Ba 相关文章gydF4y2Ba

研究文章|gydF4y2Ba开放获取gydF4y2Ba

体积gydF4y2Ba2008年gydF4y2Ba|gydF4y2Ba 文章的IDgydF4y2Ba871479年gydF4y2Ba|gydF4y2Ba https://doi.org/10.1155/2008/871479gydF4y2Ba

氧化镁湿法烟气脱硫过程的数学模型gydF4y2Ba

m . k . MondalgydF4y2Ba ^1gydF4y2Ba

学术编辑器:gydF4y2Ba f .高gydF4y2Ba

收到了gydF4y2Ba 2007年11月03gydF4y2Ba

接受gydF4y2Ba 2008年1月28日gydF4y2Ba

发表gydF4y2Ba 2008年5月15gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

从各种化学工业烟气脱硫techno-econo-enviro的方式是一个要求很高的技术。二氧化硫的浓度在这些植物过度的危险点。近年来,化学吸收过程分析的泥浆已经成为重要的合理设计和开发湿擦洗去除的过程gydF4y2Ba从烟道气体。基本步骤中遇到湿擦洗被泥浆扩散和反应的气态物种和固体溶解在液膜。在目前的工作,过程中二氧化硫的吸收进湿镁泥浆从理论上分析根据two-reaction平面模型合并所提倡的固体溶解反应在液膜吸收二氧化硫。模型基于菲克第二定律计算了增强因子的吸收二氧化硫gydF4y2Ba泥浆。积累的物种的浓度的液相(本例中亚硫酸盐离子)大幅控制的吸收率是包含在模型理论增强的预测因素。理论增强因素从模型中获得的值与实验相比增强因素在文学。增强因子的模型值同意与实验增强因子的值可以在文学。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

它早就知道,除了危害人类健康,二氧化硫的排放会导致土壤酸化和水道。二氧化硫也被报道支持创建平流层的臭氧损耗的反应。许多国家都因此方面适应严格规定gydF4y2Ba煤和石油的锅炉排放的主要来源之一gydF4y2Ba排放。在市场上有许多不同的方法来减少排放gydF4y2Ba从煤和石油的锅炉gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。控制烟气脱硫(FGD)技术是基于湿擦洗特殊泥浆擦洗(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

浆反应有一个广泛的应用在化学和生物化学行业gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。与化学反应的气体吸收浆含有微粒已成为重要的发展过程中酸性污染物的去除。目前,大多数湿擦洗过程去除gydF4y2Ba石灰和石灰石泥浆。石灰/石灰石浆过程的主要缺点是硫酸钙污泥的处置问题。湿氧化镁脱硫系统可以消除洗涤器污泥处置问题,还提供可供出售的副产品。在印度,大部分的硫是进口的,因此这个过程将是非常有用的,以满足硫需要。gydF4y2Ba

几款可供吸收gydF4y2Ba基于石灰/石灰石泥浆[gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。一些模型也可以在文学的吸收gydF4y2Ba在海水gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。一个小的工作已经完成对氧化镁脱硫湿浆的建模。本文模型对氧化镁脱硫湿浆过程的两个——reaction-plane模型合并所提倡的固体溶解反应gydF4y2Ba在液膜。这项工作的目标是开发一个模型的吸收gydF4y2Ba进入湿镁泥浆使用一个非稳态传质理论(即。,Fick’s second law) and to use the model to quantify the enhancement of the absorption rate of包含小活性成浆gydF4y2Ba粒子。gydF4y2Ba

2。模型描述gydF4y2Ba

2.1。模型飞机的吸收反应gydF4y2Ba

关于gydF4y2Ba吸收机制湿镁泥浆,下面的过程可以被认为是(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba 最初,gydF4y2Ba气相体积的气体扩散到气液膜,溶解到散装液体和能级。同时,固体也分别溶解和能级。之后,亚硫酸盐和羟基离子相互反应在液膜根据(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)- (gydF4y2Ba11gydF4y2Ba)。主要化学反应的物种遭受酸离解;有必要考虑吸收液的pH值,这在很大程度上影响分离的程度。gydF4y2Ba

2.2。基本方程gydF4y2Ba

的过程中gydF4y2Ba在镁吸收浆没有悬浮粒子,gydF4y2Ba不能共存gydF4y2Ba,所以反应(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)直接从未发生。上述情况表明,反应(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba)在两个不同的飞机位于two-reaction-plane模型。然而,浆过程中,需要考虑在这里,两个溶解gydF4y2Ba和gydF4y2Ba,所产生的反应(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba),可以反应gydF4y2Ba美联储的固体颗粒在液膜的溶解。所以在这种情况下,溶解gydF4y2Ba可以被反应(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba同时)。的浓度gydF4y2Ba在散装液体吸收收益增加。镁饱和溶液,浓度剖面的似是而非的素描图gydF4y2Ba1(一)gydF4y2Ba。粒子悬浮在液体膜时,浓度资料转变,如图gydF4y2Ba1 (b)gydF4y2Ba(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

(一)gydF4y2Ba

(b)gydF4y2Ba

该模型认为存在四个基本种类:gydF4y2Ba,gydF4y2Ba,gydF4y2Ba,gydF4y2Ba。的基本方程推导出形成角度化学物种的质量平衡如下所示。第一个方面,(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba)- (gydF4y2Ba15gydF4y2Ba)处理物种的扩散根据菲克第二定律,而第二项显示了消费由于他们的反应gydF4y2Ba在液膜内。下标的gydF4y2Ba的方程,分别指示化学物种gydF4y2Ba,gydF4y2Ba,gydF4y2Ba和gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

液体film-Region我:它认为gydF4y2Ba 液体film-Region II:它认为gydF4y2Ba 液体film-Region III:它认为gydF4y2Ba

边界条件如下:gydF4y2Ba 在这里,gydF4y2Ba和gydF4y2Ba代表的浓度gydF4y2Ba在gydF4y2Ba和gydF4y2Ba在gydF4y2Ba,分别。gydF4y2Ba

质量平衡方程的无量纲形式减少以下。gydF4y2Ba

地区的我:gydF4y2Ba 区域2:gydF4y2Ba

第三区域gydF4y2Ba:gydF4y2Ba 受gydF4y2Ba 当气态物种的浓度极低,固体溶解的增强因子可被看作是团结,(gydF4y2Ba18gydF4y2Ba)- (gydF4y2Ba21gydF4y2Ba)简化如下:gydF4y2Ba

地区的我:gydF4y2Ba 区域2:gydF4y2Ba

方程(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba)- (gydF4y2Ba27gydF4y2Ba),(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba)给增强因子gydF4y2Ba 代表了饱和与增强因素明确解决方案gydF4y2Ba和被定义为gydF4y2Ba

两个反应的无量纲位置飞机,gydF4y2Ba和gydF4y2Ba,可以由以下方程(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba

3所示。结果和讨论gydF4y2Ba

3.1。模型参数估计gydF4y2Ba

为了有关于增强上述模型的数值结果的因素,有必要知道无量纲参数的值gydF4y2Ba,gydF4y2Ba,gydF4y2Ba。的值gydF4y2Ba,gydF4y2Ba,gydF4y2Ba一直认为是一样的在文献中实验数据由不同的人员。显示的贡献的存在固体吸收速率,增强因子成浆的比例为饱和溶液gydF4y2Ba策划反对gydF4y2Ba在数据gydF4y2Ba2(一个)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba2 (c)gydF4y2Ba。这一比率gydF4y2Ba表示程度的增强由于浆中固体颗粒的存在。参数对固体溶解,gydF4y2Ba是固定的(1.0 - -5.5),参数gydF4y2Ba关于扩散系数的比值gydF4y2Ba的液体也固定(0.5 - -1.5)。从数据可以看出gydF4y2Ba最初随的增加而减小gydF4y2Ba,然后几乎是独立的gydF4y2Ba。它表明,当gydF4y2Ba在气体吸收速率保持不变,增强由于暂停反应物颗粒的存在几乎是独立于气相浓度。气相浓度的影响gydF4y2Ba提高吸收特征。gydF4y2Ba

(一)gydF4y2Ba

(b)gydF4y2Ba

(c)gydF4y2Ba

固体溶解的影响gydF4y2Ba吸收速率,增强因子的比值gydF4y2Ba策划反对gydF4y2Ba(见图gydF4y2Ba3(一个)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba3 (c)gydF4y2Ba)为恒定值gydF4y2Ba。从这些数据,增强因素的差异是非常小的变化gydF4y2Ba从4到10gydF4y2Ba上几乎是独立的gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

(一)gydF4y2Ba

(b)gydF4y2Ba

(c)gydF4y2Ba

的贡献gydF4y2Ba吸收速率之间的情节吸引gydF4y2Ba与gydF4y2Ba通过考虑两个gydF4y2Ba和gydF4y2Ba是一样的,如图gydF4y2Ba4gydF4y2Ba。在这种情况下,扩散系数gydF4y2Ba泥浆被假定为纯水的一样,,的浓度gydF4y2Ba在气液界面被认为等于氢氧根在水中的溶解度。在这种情况下,人物gydF4y2Ba4gydF4y2Ba显示,gydF4y2Ba减少,gydF4y2Ba增加。gydF4y2Ba

3.2。模型验证gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba5gydF4y2Ba显示可用的实验值之间的比较文学(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11gydF4y2Ba)和增强因子的值(从模型)由于固体颗粒的存在对氢氧化镁的泥浆。很明显,在文学和可用的实验值模型值有很好的一致性。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

尽管明显的进步在传统烟气脱硫(FGD)过程开发,申请更高效,更经济,nonpollutant技术创新变得越来越重要。新技术本质上是湿的氧化镁脱硫过程在技术上和经济上与直流式脱硫过程竞争。在本文中,一个模型基于菲克第二定律已经开发了动态吸收二氧化硫的速度gydF4y2Ba泥浆在两个反应的帮助下飞机。gydF4y2Ba

数值解的吸收gydF4y2Ba在水泥浆的gydF4y2Ba介绍了数字gydF4y2Ba2gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba5gydF4y2Ba。解散的固体gydF4y2Ba对增强颗粒具有显著的影响因素导致的吸收率gydF4y2Ba从气相的液体。它是有效的理解的反应gydF4y2Ba与积累的物种gydF4y2Ba促进了吸收速率。理论增强因素从目前获得模型比较与实验数据可在文学。提出的模型可以应用于任何高度复杂的活性吸收过程。应该强调,分析近似往往过于简单化,不能指望预测吸收率为范围广泛的条件。gydF4y2Ba

符号列表gydF4y2Ba

:gydF4y2Ba	固体颗粒的表面积=gydF4y2Ba米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/ mgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba分散gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	在液相浓度(kmol / mgydF4y2Ba^3gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	在液相扩散系数,mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/秒gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	固体颗粒的平均直径,mgydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	增强因子gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	固体溶解,传质系数m / sgydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	固体溶解参数=gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	无量纲距离气液界面=gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	液相浓度相对,气液界面或在固体表面gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	一个反应平面如图的位置gydF4y2Ba1gydF4y2Ba(m)gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	另一个反应平面如图的位置gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,米gydF4y2Ba
:gydF4y2Ba	液膜厚度(气体吸收),mgydF4y2Ba

希腊符号gydF4y2Ba

方差分析gydF4y2Ba

下标gydF4y2Ba





	在气液界面gydF4y2Ba
	在固体颗粒的表面gydF4y2Ba
	在大量的液体gydF4y2Ba

承认gydF4y2Ba

m . k . Mondal欣然承认贝拿勒斯印度教大学提供必要的支持。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

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