伞罩型除尘脱硫塔内除雾器性能研究

除雾器是湿法烟气脱硫(WFGD)系统内重要的设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响.利用Fluent6.2软件对新型伞罩型除尘脱硫塔内的三维两相流场进行数值模拟,气相采用RNG湍流模型,液相采用离散相模型,选择SIMPLE算法进行计算,分析塔内的折板除雾器和旋流板除雾器的速度场、压力场和液滴的分布情况.结果表明,烟气经过折板除雾器,产生了明显的压降,且在拐角区域湍流耗散强烈,是实现气液分离的关键区域;烟气经过旋流板除雾器,速度和压强分布具有良好的对称性,液滴被气流旋转抛向壁面实现气液分离.模拟结果对新型的WFGD除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义.     

新型湿法除尘除有害气体斜板塔的流场分析

研究对象为2种新型湿法除尘除有害气体的斜板塔:矩形斜板塔和伞罩形斜板塔.为了观察塔内流场分布规律,运用CFD(计算流体力学)软件,气相采用标准K-ε湍流模型描述,液相采用颗粒轨道模型描述,对2种新型塔内气液两相流动进行了数值模拟.预测了无喷淋和有喷淋两种情况下的气相湍流流场,不同空塔气速不同液气比的塔内压力损失.结果表明:采用中心出口的圆柱型塔可以有效地避免气体"死区"的产生;新型斜板塔能有效地增大气液接触面积,延长气体的塔内停留时间;加入喷淋液体以后,气相流场明显均匀化.该模拟也为塔体的进一步优化设计提供了依据.     

循环流化床烟气脱硫塔入口结构改进的数值模拟

采用商用Fluent软件提供的k-ε湍流模型对循环流化床脱硫塔内部流场进行了数值模拟,重点考察入口结构对脱硫塔内气相速度分布均匀性的影响,并用速度不均匀度定量描述了流场的均匀性。结果表明,当前使用90°弯管进气结构的脱硫塔内部流场存在明显的不均匀性,主要是入口处气流90°转向造成的。为此采用组合弯管进气结构代替90°弯管进气结构,以改善脱硫塔内流场不均匀性。入口结构改为组合弯管进气结构后,脱硫塔内流场不均匀性得到很大改善,速度分布的不均匀度明显减小,因此组合弯管进气结构有利于烟气与脱硫剂的充分混合反应,提高脱硫效率。     

喷嘴角度对脱硫塔内气液两相流场的影响

提出了采用数值模拟的方法研究喷嘴角度对脱硫塔内部气液两相流场的影响。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,在数值模拟平台上,分别模拟了45°、75°和-30°3种喷嘴角度布置下脱硫塔内部速度场、温度场变化以及湍流强度的分布情况。结果表明,在角度为-30°布置时速度场变化不是很剧烈,脱硫塔进出口温差比较理想,湍流强度在脱硫塔底部较大随着塔高的增加缓慢降低,这样有助于气液两相均匀混合,并控制出口烟温,有利于提高脱硫效率。     

伞罩型湿式脱硫除尘塔入口结构优化模拟

利用商用CFD软件Fluent，采用k-ε湍流模型和SIMPLE算法，对新型伞罩型湿式脱硫除尘塔内的三维两相流场进行数值模拟，发现了塔内烟气入口处流场所存在的不均匀性。为将其流场调节均匀从而提高脱硫除尘效率，在数值模拟的基础上提出在入口处加装直导流板、阶梯导流板和弯曲导流板，并分析塔内y=0截面速度的分布，以及z＝0.21 m截面上的颗粒浓度、速度和压力等参数的分布。结果表明：通过加装阶梯导流板和弯曲导流板均可以将流场调节均匀，达到较理想状态，从而实现高效净化气体的目的。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。     

烟气急冷塔塔内脱硫脱氯过程的数值模拟

以FLUENT为计算工具,通过数值模拟的方法,研究了烟气急冷塔内的浆滴干燥、脱硫脱氯过程。塔内烟气流场分布的数值模拟以标准k-ε方程为基础,石灰浆滴的运动轨迹跟踪采用拉格朗日离散相模型。建立烟气冷却净化模型研究塔内气液两相之间的相间作用,通过模拟,最终得到急冷塔流场、温度场以及相关组分场的分布情况。模拟结果表明,计算得到的脱酸效率与实际情况吻合。该模型可以为急冷塔的设计和运行提供参考。     

装有气流分布板的脱硫喷淋塔流场数值模拟

以600MW机组喷淋塔为研究对象,利用Fluent软件,对装有一定开孔率气流分布板的脱硫喷淋塔进行了空塔和喷淋状态下热态流场数值模拟。计算中选用k—ε模型作为计算模型,并结合拉格朗日颗粒轨道模型,用SIMPLE算法计算。结果表明气流分布板对塔内流场、温度场和压力场都有一定的影响;引入喷淋液后,由于喷淋液滴对塔内流场强烈的整流作用,内部速度明显趋于均匀化。     

PCF型湿式除尘脱硫器气液流场数值模拟

利用FLUENT6.3对PCF型湿式除尘脱硫器装置内的三维气液两相流场进行数值模拟,分析装置内气液两相分布特性。模拟结果表明,PCF装置内的导流板对气液两相的分布特性影响显著,使气相分布更加均匀。导流板和自激通道是引起装置压力损失的主要原因。PCF装置的套筒式结构有效地减少了烟气带水问题,并减少了除雾器的安装,使除尘器的结构更加简单。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。     

湿式逆流喷淋脱硫塔中SO_2吸收特性的研究

根据双模吸收理论及SO2在溶液中电离特性,建立了逆流喷淋塔的SO2吸收模型,在考虑浆液飞溅到塔壁的影响后,模拟结果与实验值吻合较好。根据吸收模型,对塔内液气比和浆液的含固率等因素进行了分析。研究表明:减少浆液飞溅到塔壁可提高浆液利用率及脱硫装置性能;根据烟气中SO2的初始浓度及最终脱硫效率,可合理选择液气比及吸收时间(塔的高度);浆液中的含固率直接影响到SO2的吸收速率、循环浆液量、脱硫效率及浆液中SO2浓度等,在液气比较小时,含固率对脱硫效率的影响尤其明显。     

新型离心式脱硫塔气液两相流数值模拟

利用FLUENT软件和SIMPLE算法对新型旋流脱硫塔的气液两相流场进行了数值模拟。计算中气相采用了RSM湍流模型,颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。分析结果表明,气相流场具有强旋流特性;喷射液滴的直径、喷淋量和烟气流速影响其在塔内的分布:喷射液滴粒径越大、喷射量越小、烟气流速越大,入口段降温越少;塔体上方截面平均浓度随液滴粒径的增加而降低,随液气比的增加而增加,随烟气流速的增加会先增加至最高值然后降低。喷淋液滴在其他运行参数不变时,平均粒径范围为0.5～1 mm,会对进口烟气起到较好的净化与降温的作用,并使塔体上方喷淋液滴在截面z=4.15 m处浓度分布均匀且覆盖率高;在保证液滴粒径较小时,通过降低烟气流速或增加喷淋量可提高液滴喷淋覆盖率,使得烟气与喷淋充分接触。计算得到的气相流场分布与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。     

湿式逆流喷淋脱硫塔中SO2吸收特性的研究

根据双模吸收理论及SO2在溶液中电离特性，建立了逆流喷淋塔的SO2吸收模型，在考虑浆液飞溅到塔壁的影响后，模拟结果与实验值吻合较好。根据吸收模型，对塔内液气比和浆液的含固率等因素进行了分析。研究表明：减少浆液飞溅到塔壁可提高浆液利用率及脱硫装置性能；根据烟气中SO2的初始浓度及最终脱硫效率，可合理选择液气比及吸收时问（塔的高度）；浆液中的含固率直接影响到SO2的吸收速率、循环浆液量、脱硫效率及浆液中SO2浓度等，在液气比较小时，含固率对脱硫效率的影响尤其明显。     

PCF型湿式脱硫除尘器入口结构优化

以PCF型湿式脱硫除尘器为物理模型,利用Fluent软件包,采用RNGк-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对装置内三维流场进行数值模拟.模拟结果发现,原倾斜入口(A)的装置内烟气分布不均匀.提出了水平入口(B)、左入口(C)、右入口(D)3种优化结构,并分别对A、B、C、D入口装置内气流速度、湍流强度与压降进行了模拟分析.结果表明,C、D入口使装置内气流速度分布更加均匀,且增强了装置内湍流强度,但C入口会导致压降增加,因此最佳入口为D.最后,针对入口D装置中的低速区,模拟分析了30°、45°与54°3种不同切入角度,得出45 °效果最佳.     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部两相流场进行模拟。气相湍流由标准k 模型描述,喷淋液滴由拉格朗日颗粒轨道模型描述。预测了无喷淋和有喷淋2种条件下的气相湍流流场分布、沿塔高方向不同截面上的气速分布以及喷淋液滴的轨迹。模拟结果表明,引入喷淋液后,出口截面气速分布明显均匀化,其最大值由无喷淋时的12m/s降至6m/s。该最大值出现在靠近塔壁处,是由塔壁附近喷淋密度较低造成的,可通过改进周边喷嘴的布置方式及喷嘴型式进行优化。     

喷嘴数量对文丘里除尘器性能影响的模拟

选用欧拉-欧拉多相流模型和RNG k-ε湍流模型对文丘里除尘器流动特性进行数值模拟,首先对2个喷嘴时不同液体速度下的压力降和喉管液体分布情况进行模拟,并与实验值进行了比较,得到了较好的一致性;然后比较了2个喷嘴和4个喷嘴的情况下不同液体速度时文丘里除尘器的压力降和液体分布情况。模拟结果表明:欧拉-欧拉多相流模型可准确地模拟文丘里除尘器内部流场;喷嘴数量对文丘里除尘器内部的压力降和液体分布有较大影响,当相对射流深度为0.2,喉管气速为64 m·s-1,喷嘴数量由2增加为4时,压力降增加了17.17%,在喷嘴数目为4,喉管气速为74 m·s-1,液体速度为12.5 m·s-1时可使液体在文丘里除尘器内部得到较均匀的分布。     

新型一体化脱硫工艺反应器内流场的数值模拟研究

基于颗粒动力学理论,利用Fluent软件中的气体-颗粒两相流体模型,对新型一体化脱硫工艺(NID)反应器中不同工况下的三维流场进行数值模拟,并结合工厂实测数据及文献数据对模拟结果进行验证。结果表明,Fluent软件的模拟数据与工厂实测数据及文献数据相吻合,利用Fluent软件模拟了NID反应器内颗粒速度和浓度的分布,分析了反应器内流场的形成机制以及烟气进速和颗粒粒径对塔内压降的影响。由模拟结果可知,在烟气进速为18m/s、颗粒粒径为0.5~50.0μm时,颗粒浓度分布均匀,塔内回流区最小,压强变化稳定,最有利于提高实际工业运行的稳定性与安全性。     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场数值模拟研究

以300MW机组湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象，利用计算流体力学通用软件对其内部两相流场进行模拟。气相湍流由标准κ-ε模型描述，喷淋液滴由拉格朗日颗粒轨道模型描述。预测了无喷淋和有喷淋2种条件下的气相湍流流场分布、沿塔高方向不同截面上的气速分布以及喷淋液滴的轨迹。模拟结果表明，引入喷淋液后，出口截面气速分布明显均匀化，其最大值由无喷淋时的12m／s降至6m／s。该最大值出现在靠近塔壁处，是由塔壁附近喷淋密度较低造成的，可通过改进周边喷嘴的布置方式及喷嘴型式进行优化。     

曝气条件对浸没式膜生物反应器内流场的影响

为深入研究流场动力学特性对浸没式膜生物反应器系统内膜面污染的控制,应用fluent软件对浸没式膜生物反应器内气液两相流动进行了三维数值模拟研究。采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,考察了改变曝气条件对膜面气液速度场及气含率分布的影响。模拟结果表明,在相同曝气强度下,1 mm曝气孔径下膜面气液两相的速度增加较孔径2mm、3 mm的快;曝气孔径为1 mm时,膜面的液相速度随着曝气强度的增加逐渐增大;曝气孔径为1 mm时,曝气量为5.5m3/h所形成的漩涡区较大,膜面气含率值较高且分布较均匀,气液两相接触面积较大,膜面冲刷效果较好;模拟观察到反应器底部靠近壁面局部气含率较低,不利于活性污泥中微生物的生长,需要进一步优化曝气和反应器结构。     

SCR脱硝反应器烟道内部流场的数值模拟与优化

为优化无锡某电厂选择性催化还原脱硝反应器烟道内部流场,研究导流板和整流器对流场的影响,基于FLUENT软件和SIMPLE算法,采用RNG k-ε湍流模型和离散相模型数值模拟导流装置安装前、安装后和优化后3种情况下的烟道内部气流流动和固体颗粒流动.研究表明,导流板可以改善烟道内气流分布,同时保证气流进入催化剂层前的速度小于6 m/s,速度不均匀系数小于15％;整流器对改善气流流动、避免涡流存在具有重要作用,且对压降影响较小;合理的导流板结构和布置可以有效减小压降,导流板优化后压降降低至109.9 Pa.     

SCX型脱硫除尘器内部气固两相流场数值模拟

采用FLUENT软件对SCX型脱硫除尘器内部气固两相流场进行数值模拟.气相采用Realizable k-ε湍流模型,颗粒相采用离散相模型(DPM),压力-速度耦合算法选择SIMPLE进行计算.分析了装置内z=0截面上气相压力和速度的分布,并对不同粒径颗粒的浓度和运动轨迹进行计算,还在考虑重力及不考虑重力2种情况下分析了...     

湿法烟气脱硫反应过程的实验研究

在石灰石/石膏湿法烟气脱硫中试台上,系统开展了浆液pH值、飞灰浓度、液气比、入口SO2浓度、烟气速度和氧化方式等对脱硫反应过程影响的实验研究。实验表明,脱硫效率随着石膏浆液pH值、液气比的升高而增加,且入口SO2浓度越高,液气比越低,影响效应越明显;脱硫效率随着烟气速度、烟气温度和入口SO2浓度的增加而下降;石膏浆液中飞灰含量对系统脱硫效率具有一定的促进作用:pH值>5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量相对较低,Fe3+对脱硫反应过渡态催化氧化影响程度较轻,不同工况脱硫效率差别不大。pH值<5.6,飞灰浸出液中Fe3+含量随pH值降低而增大,增效效果逐渐显著;氧化方式对脱硫反应过程有明显的影响,强制氧化工艺的脱硫效率比自然氧化的高5%左右。