船舶烟气海水脱硫吸收塔工艺研究与设计

针对船舶烟气中SO2的处理工艺,根据烟气流量、烟气中SO2含量,从塔径、填料层类型和高度、液体喷嘴数量、除雾装置4个方面进行了相关参数设计和计算,最终给出了在现有烟气流量和含硫量条件下的船舶用海水脱硫吸收塔的具体参数.同时考虑烟气中含硫量的变化,并保证能够完全脱除烟气中的SO2,设置四排液体喷嘴,通过有限元分析软件FLUENT,根据出口处含硫量、塔内压力分布和流速分布优化了不同含硫量条件下喷嘴的启停方式.     

滴滤塔气液流动与微生物膜分布的相互影响

生物膜滴滤塔性能受多孔填料、生物膜和气液两相流体流动特性的共同影响,传质过程复杂,流体流动强烈地影响生物滴滤塔生物膜的形成和分布,同时生物膜在滴滤塔中的分布反过来影响填料层内气液两相流体流动。实验研究了生物滴滤塔挂膜前后填料层的孔隙率和不同气、液流量下压强降的变化,结果表明:滴滤塔内生物膜分布不均匀,填料层孔隙率随填料层高度增加而增加,填料层中下部,孔隙率低,生物量最大,填料层顶部,孔隙率与挂膜前相等,无生物膜生长;挂膜前气体流量对填料层压强降影响较液体流量影响大,挂膜后液体流量对填料层压强降影响较气体流量影响大;同时微生物挂膜成功后填料层气体压强降远大于挂膜前压强降。     

CFB-FGD文丘里管阻力损失与结构优化的数值模拟

采用k-ε双方程湍流模型对循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)的脱硫塔进行了数值模拟,分析了文丘里结构参数对脱硫塔及其文丘里阻力特性的影响,提出了CFB-FGD烟气脱硫塔文丘里管优化设计的基本原则。模拟结果表明,文丘里管是脱硫塔主要的阻力损失段,占脱硫塔总阻力损失的90%以上,文丘里喉部和渐扩管阻力约占文丘里总阻力的90%以上。通过改善文丘里管的渐缩管、喉部管道和渐扩管的结构型式可以显著降低文丘里及脱硫塔的阻力损失;与直面型文丘里管相比,曲面型文丘里可以减少脱硫塔及文丘里阻力损失的40%以上;相同条件下,全曲面型文丘里结构型式脱硫塔的系统阻力相较于双曲面型可降低17.2%,与原始文丘里结构相比下降幅度能达到77.8%,脱硫塔内压力场分布也相对更加均匀。     

液幕式湿法脱硫中喷嘴型线对竖直射流特性的影响研究

液幕湿法脱硫就是利用竖直向上喷射的石灰石浆液冲洗烟气,吸收效果好坏主要取决于喷嘴的竖直射流情况,试验研究了7种用于该塔中的喷嘴竖直射流特性。发现各喷嘴竖直射流都存在临界雾化速度。整理出无量纲平均半径与射流速度之间的关系,分析发现喷口直径和喷嘴高度对回落液体覆盖面积影响不大。试验结果表明所有喷嘴的回落液幕分布均匀性相同。导出了射流高度与喷射压力关系式,发现试验范围内喷嘴阻力损失情况相当。     

基于臭氧氧化的喷淋散射塔氨法脱硝的模拟研究

采用数值方法对基于臭氧氧化的喷淋散射塔氨法脱硝过程进行了模拟研究,考证了其内部气液两相流动、热质传递和脱硝过程,并用示范装置结果进行了验证。考察了不同O3/NO摩尔比对NO氧化率的影响,研究了不同液气比,O3/NO摩尔比,烟气流量和浸没深度对脱硝效果的影响。结果表明:液气比,O3/NO摩尔比,浸没深度增大有利于脱硝,烟气流量越大则脱硝率降低。     

颗粒轨道模型用于烟气脱硫喷淋塔两相流数值模拟

以FLUENT软件为计算工具,采用Euler-Lagrange方法模拟喷淋塔内部气液两相流动.气相用标准k-ε湍流模型描述,喷淋液滴用颗粒轨道模型描述.综合考虑颗粒受力分析、颗粒湍流扩散以及气液两相耦合3方面影响因素对颗粒轨道模型进行设置,从液滴粒径分布、液滴出口速度、喷淋夹角3个方面对喷嘴射流源进行精确定义.模拟结果表明:喷淋塔内轴向气速分布均匀;中空锥形的喷嘴设计使喷淋液形成伞状雨帘,有效防止烟气短流;塔内液滴浓度分布存在中间高、边缘低的问题,可通过改进喷嘴布置方案加以改进;颗粒轨道模型能够较好地预测喷淋塔内两相流动.     

脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备气流组织与优化

气流分布对脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备的除尘效率以及SO_3酸雾和PM_(2.5)的去除具有重要意义,通过数值模拟试验,对1台130 t/h循环流化床锅炉脱硫塔-湿式电除尘器一体化设备内部流场进行系统分析。结果表明:通过在集液斗导流叶片上部和湿式电除尘器进口喇叭段添加导流板可使流场变得均匀,电场进口断面气流分布相对均方根满足要求;将管式湿式电除尘器中超过一定烟气流量偏差的阳极管数量控制在一定范围内,保证出口烟气含尘浓度达到设计目标。     

喷雾吸收法处理烟气中S02的试验

在内径300mm的塔内,采用旋涡式压力喷嘴作雾化器,以石灰作为吸收剂进行烟气脱硫模拟试验研究。试验考察了吸收液PH值、吸收浆液浓度、循环浆液停留时间、液气比、空塔气速及进气SOZ浓度等对脱硫率的影响。结果表明:单级喷雾可获得39％以上的脱硫率,整个试验过程中,喷嘴引起的塔压降很小。此外,还观察了脱硫过程中吸收塔内的结垢情况。通过烟气脱硫模拟试验,为进一步利用喷雾法对国内现有中小型锅炉麻石水膜除尘器的改造,提供了必要的基础数据。     

托盘式烟气脱硫喷淋塔空塔冷态流场数值模拟

以600MW机组多孔合金托盘喷淋塔为研究对象,利用国际流行的商用CFD(ComputationalFluidDynamics)软件Fluent及其前处理软件Gambit对烟气脱硫立式喷淋空塔的流场进行二维数值模拟。计算中选用模型作为计算模型,用SIMPLE算法进行计算。计算结果表明,喷淋塔的烟气入口角度以及多孔合金托盘的安装高度对塔内流场分布有一定的影响,安装托盘后气速明显均匀化,斜切式烟气进口流场分布较直进式均匀,还获得了合适的托盘安装高度。     

机动车加油过程中气液两相流动特性的CFD数值模拟

随着环保法规的不断完善,机动车加油过程中所产生的油气排放污染问题越来越受到重视.国外自20世纪90年代中后期开始采用数值模拟手段对机动车的加油过程进行研究,而国内迄今尚处于空白阶段.对机动车加油过程所涉及的＂加油枪喷嘴＋加油管＋油箱＋回气管＂物理体系进行适当简化,采用商业计算流体动力学（CFD）软件Fluent中提供的VOF气液两相流模型和RNG k-ε湍流模型,在基于Gambit软件确定网格划分方案和进行适当的边界条件设置后,建立了合理可行的加油过程气液两相流动CFD数值模拟模型,讨论了加油速度对油箱内气相空间静压力的影响,揭示了汽油在加油管内的回流现象.结果表明,加油枪的流量越大,油箱内气相空间的静压总体上也逐渐增大;同时油箱内气相空间的静压总体上可以划分为3个较为明显的阶段.而当加油流量较大时,往往会引起汽油在加油管油帽段内回流,从而使得加油枪过早跳枪.本研究为国内自主开展机动车加油以及油气排放污染控制技术和设备方面的研究开发奠定了一定基础.     

低含液管道内气液两相流动特性的数值研究

基于管内气液两相流动理论,建立了低含液管道两相流动数学模型,对管路内气相流场、液滴空间分布进行了研究。结果表明:运用边界层网格与增强壁面函数相结合的方法,能够很好地模拟近壁处流场;水平管内液滴群主要集中在中下部区域;弯头内离心力促使液滴群向外侧运动;受上游弯头的影响,竖直管内存在一对涡核,沿流动方向,竖直管右侧液滴群浓度逐渐下降,液滴群分布范围变大,有向左侧运动的行为。     

大管径真空排水技术在雨水泵站中的应用与数值分析

针对传统雨水泵站存在的问题,介绍了大管径真空排水技术在雨水泵站应用中的独特优势及具体实施方法。为研究其排水过程中的流态分布、流体动力学性能,建立了典型管道的数值模型,采用κ-ξ紊流模型及Vof方法,对其进行了非稳态数值模拟,分析了两相流在大管径管道充水过程中的气液流动特性。结果表明:大管径排水过程中存在分层流、气泡流及波浪流,并在弯管附近出现短暂集气现象;液相在倾斜管路中有短暂流速停滞现象,随着压差的推进,最终在管道中形成液相满管流。     

高含盐污水雾化蒸发塔的设计及流场数值模拟

针对含盐量为7×104mg/L的油田高含盐污水,设计1套处理量为28.8 kg/h的雾化蒸发塔,估算出塔体高度及直径,从而得出适宜的进口空气流速。基于标准k-ε双方程模型和DPM模型,对所设计的雾化蒸发塔内液滴蒸发过程进行数值模拟,得到塔内流场分布特性及蒸发特性,通过随机轨道模型追踪了液滴颗粒运动轨迹及液滴Na Cl浓度变化。在算例工况下,塔内蒸发效率可达58.9%。     

海水管道内壁外加电流系统棒状辅助阳极保护距离探讨

目的研究不同管径海水管道在静态及不同海水流速环境中外加电流系统棒状辅助阳极对管道内部腐蚀防护的规律。方法模拟海水管道实海环境,对管道施加棒状辅助阳极外加电流阴极保护,连续测定管道不同部位保护电位,由此得到防护规律。结果静态试验中,随管径变小,最大保护距离越短,当管径直径≤100 mm时,棒状辅助阳极基本起不到保护作用,不适宜用此种方法保护。动态试验中,同一管径的管道,流速越大,保护效果越差,但影响不大,流速在2~4 m/s之间保护距离差异不大;不同管径,仍如静态实验结果相似,随管径变小,保护距离越短。结论棒状辅助阳极在海水管道中的保护距离有限,且不适合小管径管道,要想提供管道长距离稳定的保护效果需考虑其他方式。     

亚硫酸镁清液法烟气脱硫数学模型研究

从气液传质的机理入手,将喷淋液分为喷淋液滴和喷淋液膜两种存在形式,进而基于双膜理论建立亚硫酸镁清液吸收SO2的数学模型,并利用新工艺过程建立亚硫酸镁湿法烟气脱硫喷淋塔实验台进行脱硫实验.结果表明,模型预测的脱硫效率与实验脱硫效率吻合得较好,模型可用于脱硫工艺的模拟计算;在合适的液气比条件下,亚硫酸镁清液法脱硫工艺的脱硫...     

切圆喷雾式湿法脱硫塔内流场数值模拟及优化分析

烟气湿法脱硫塔内流场的分布直接影响脱硫效率。对一种在喷淋塔内增设脱硫剂旋流雾化层的流场再造脱硫反应方法进行优化,以Fluent软件为平台,通过改变旋流雾化层喷嘴的布置角度、数量以及浆液喷出的速度等参数,对不同工况下脱硫塔塔内烟气流动状况进行了三维数值模拟与分析。研究结果表明:旋流雾化层的直径比d/D为0.6左右,至少设置8个喷嘴才可形成稳定的螺旋场,浆液从喷嘴喷出的速度在15~20 m/s时有利于塔内烟气处于最佳脱硫速率。此结果对大型锅炉的烟气脱硫塔的改造具有参考作用。     

双进水管系统对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性影响的数值研究

为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征量重点分析排污口附近复杂的流场形态。研究结果表明:双进水管结构中进水管的布设位置对养殖池底部流速分布影响显著,双进水管均布设在圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。     

电站冲灰水烟气脱硫的工业应用

利用燃煤电站锅炉冲灰水中碱性物质的作用 ,设计了一套湿法烟气脱硫系统 ,并在 2台小型机组上进行了应用。系统运行情况表明 ,在选择适当的雾化喷嘴后 ,脱硫塔还可以起到对细粉尘的二次净化作用。这种具有脱硫功能的洗涤器可以使燃煤烟气在液气比不大于 0 7的条件下获得 70 %左右的脱硫效率和 90 %左右的除尘效率     

CFD数值模拟在两级串塔脱硫系统中的应用

为准确获取两级串塔脱硫系统的气液两相反应特点,采用分步法和自主开发的托盘模型对某电厂双塔串联湿法脱硫塔喷淋段内部的气液两相流动和传热过程进行CFD数值模拟,采用全新的系统评价指标对脱硫系统进行评估,对脱硫系统进行优化设计并重新进行数值模拟评估。计算结果表明:无论预洗塔和吸收塔,通过合理增加托盘和增效环的设计,可以在减少1层喷淋层的基础上获得更佳的性能,有利于达到更高的脱硫标准;减少循环浆液量的同时能够降低脱硫塔整个系统压降,降低电耗。