流体载热远红外气相辐射加热特性的研究

论文摘要

湿法脱硫后的烟气直接排放将导致烟道及烟囱腐蚀等问题,因此需要对其进行再加热。实际工程中应用最多的脱硫烟气再加热型式为间接加热法,但传热效率较低,导致成本很高,因此,探索新的高效低成本加热技术就非常重要。而红外辐射加热速度快、热流密度大,但是,远红外加热的辐射力与温度的四次方成正比,所以,目前在实际应用中,大多采用电能加热,成本很高。如能用低温热源特别是用废热作为热源进行远红外加热,则可实现低成本高效的烟气加热。本课题通过研究流体载热远红外气相辐射加热特性探索了一种新型的高效低成本的脱硫烟气再加热方法。随着导热油温度提高传热量增加,油温从150℃提高到200℃时,无涂料管的总传热量从11.08W升高到18.70W,增加7.62W,而辐射涂料管的总传热量从15.63W升高到25.53W,升高9.99W;辐射传热量占总传热量的比例分别从5.9%升高到7.9%和从23.2%升高到32.6%,表明辐射涂层的辐射传热能力随加热介质温度的提高大幅升高。随着辐射加热距离减小传热量增加,加热距离从75mm减小到35mm时,无涂料管的总传热量从15.17W升到15.78W,而辐射涂料管的总传热量从20.59W升高到21.38W;辐射传热量占总传热量的比例分别从5.0%升高到5.5%和从20.9%升高到23.8%,表明辐射涂层的辐射传热能力随加热距离的减小而明显升高。随着进口气体流量减小传热量增加,气体流量从5.8m3/h减小到3.8m3/h,无涂料管的总传热量增加0.34W,而辐射涂料管的总传热量升高了0.43W;辐射传热量占总传热量的比例分别从5.5%升高到6.1%和从23.8%升高到24.7%,表明辐射涂层的辐射传热能力随气体流量的减小而升高,升高幅度不大。随着进口气体温度下降传热量增加,气体温度从60℃下降到30℃时,无涂料管和辐射涂料管的对流传热量分别增加15.2%和18.4%,而辐射传热量分别增加12.4%和15.3%。表明辐射传热受传热温差的影响低于对流传热。随着油温、加热距离、进口气体流量和温度的变化,两种辐射涂料管的总传热量和辐射传热量变化趋势相同,日本涂料的加热性能优越于国产涂料。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 湿法脱硫烟气再加热及其存在的问题
• 1.1.1 湿法脱硫烟气再加热的重要性
• 1.1.2 脱硫塔出口烟气的加热型式
• 1.1.3 课题的提出及意义
• 1.2 红外辐射加热的基本规律与机理
• 1.2.1 红外辐射的基本概念
• 1.2.2 红外辐射的基本规律
• 1.2.3 红外辐射加热的机理
• 1.2.4 远红外辐射加热技术的应用
• 1.3 本论文的研究内容
• 第二章 实验装置与实验方法
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 实验流程
• 2.1.2 各系统的设备参数
• 2.2 实验方法及内容
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 辐射距离对加热效果的影响
• 3.2 导热油温度对加热效果的影响
• 3.3 进口气体温度对加热效果的影响
• 3.4 进口气体流量对加热效果的影响
• 3.5 传热系数的计算及加热特性的比较
• 3.5.1 各物理参数计算
• 3.5.2 不同导热油温度时加热特性的比较
• 3.5.3 不同辐射距离时加热特性的比较
• 3.5.4 不同进口气体流量时加热特性的比较
• 3.5.5 不同进口气体温度时加热特性的比较
• 3.6 小结
• 第四章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢