燃煤煙氣活性炭法脫硫技術(shù)的數(shù)值模擬的開題報告

燃煤煙氣活性炭法脫硫技術(shù)的數(shù)值模擬的開題報告一、研究背景及意義煤炭是中國主要的能源資源之一，然而其燃燒過程中產(chǎn)生的氣體排放中含有大量的有害氣體，如二氧化硫、氮氧化物等，這些有害氣體對環(huán)境和人類健康造成極大的威脅。因此，煤炭煙氣脫硫技術(shù)的研究和應(yīng)用變得至關(guān)重要。當(dāng)前市場上主要的脫硫方法是煙氣脫硫法，其中活性炭法是一種較為成熟的技術(shù)?；钚蕴糠ň哂忻摿蛐矢摺⒛芎牡?、脫除副產(chǎn)物少等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。然而，目前對于燃煤煙氣中的活性炭吸附過程及反應(yīng)機(jī)理不夠深入，因此需要通過數(shù)值模擬手段深入探究其吸附機(jī)理，為提高活性炭法脫硫技術(shù)的效率和安全性提供科學(xué)依據(jù)。二、研究內(nèi)容本研究將通過數(shù)值模擬的方式，探究燃煤煙氣中活性炭吸附機(jī)理及反應(yīng)規(guī)律。主要研究內(nèi)容包括：1.建立燃煤煙氣流動場模型，包括流動速度、流動方向、溫度等參數(shù)。2.建立活性炭吸附模型，考慮炭質(zhì)孔徑、比表面積、孔隙度等因素，分析炭質(zhì)孔徑和炭質(zhì)比表面積對吸附效率的影響。3.分析活性炭吸附過程中的物理和化學(xué)變化，包括物質(zhì)傳遞過程、吸附、脫附等反應(yīng)機(jī)理。4.對比不同反應(yīng)條件下的脫硫效率，分析影響因素以及優(yōu)化方向。三、研究方法本研究采用CFD（計算流體力學(xué)）技術(shù)對燃煤煙氣中的活性炭吸附過程進(jìn)行數(shù)值模擬。具體方法包括：1.建立燃煤煙氣流場模型，計算參數(shù)包括煙氣速度、溫度等。2.對活性炭吸附模型進(jìn)行建模，根據(jù)炭質(zhì)孔徑、比表面積、孔隙度等參數(shù)計算活性炭的吸附性能。3.通過反應(yīng)動力學(xué)模型，分析燃煤煙氣中的SO2在活性炭表面的吸附速率和擴(kuò)散過程。4.對比不同反應(yīng)條件下的脫硫效率，分析各種因素對活性炭吸附效率的影響。四、預(yù)期成果1.建立燃煤煙氣流場模型和活性炭吸附模型，能夠定量分析煤炭煙氣中的硫化物排放情況。2.分析活性炭吸附過程中的物理和化學(xué)變化，深入探究其吸附機(jī)理及反應(yīng)規(guī)律。3.對燃煤煙氣的脫硫效率進(jìn)行數(shù)值模擬，優(yōu)化活性炭法的工藝參數(shù)，提高脫硫效率和穩(wěn)定性。4.為燃煤煙氣脫硫技術(shù)的研究提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。五、研究難點1.建立活性炭吸附模型，深入挖掘其吸附規(guī)律及反應(yīng)機(jī)理。2.通過數(shù)值模擬手段對復(fù)雜的煙氣流動場進(jìn)行建模，精確計算各項參數(shù)，并考慮各因素的相互影響。3.分析活性炭吸附效率影響因素的同時，對活性炭吸附后的吸附物進(jìn)行脫附分離處理，提高脫硫效率及穩(wěn)定性。六、進(jìn)度安排1.前期調(diào)研，搜集相關(guān)文獻(xiàn)文件，深入了解活性炭吸附脫硫的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展情況，明確研究方向和思路。2.建立數(shù)值模型，通過CFD技術(shù)對燃煤煙氣流場及活性炭吸附過程進(jìn)行數(shù)值模擬，對比不同反應(yīng)條件下的脫硫效率，分析影響因素及優(yōu)化方向。3.編寫論文，撰寫研究結(jié)果及分析，總結(jié)研究成果，撰寫畢業(yè)論文。七、參考文獻(xiàn)[1]劉清,肖爾思,張世志.CFD在煙氣脫硫研究中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)保,2015,1(2):34-40.[2]何川,吳樹森,陳雨佳,等.煙氣中汞的吸附和催化氧化機(jī)理及數(shù)值模擬研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2017,37(12):4386-4394.[3]李新宇,王國麗,王欽龍,等.不同活性炭對焦化爐尾氣中苯吸附特性的比較研究[J].化工學(xué)報,2016,67(1