锥度对旋风除尘器主要性能的影响

为了提高旋风除尘器的分离效率,研究了锥度对旋风除尘器主要性能的影响,建立了气体流场和颗粒动力场的理论模型,并应用SIMPLEC算法对不同锥度下旋风除尘器内部的总压、切速度、颗粒运动轨迹以及分离效率进行了数值模拟。数值结果表明:旋风除尘器内部的总压和切速度均基本呈轴对称分布,沿半径方向,总压呈非线性增大趋势,而切速度呈"驼峰"分布;通过减小锥度降低了总压和切速度,缩短了颗粒的停留时间,从而提高了分离效率,为旋风除尘器的结构优化设计、提高分离性能提供参考。     

旋风除尘器环形空间气流运动的数值研究

运用计算流体力学软件FLUENT,对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟,利用模拟结果对旋风除尘器入口不同位置气流在除尘器顶部的环形空间的轨迹进行了分析研究,探明了气流在环形空间的运动规律和基本特征,阐明了旋风除尘器顶部"尘环"形成的根本原因,指出了粉尘发生短路的原因和多发区域并在此基础上就除尘器的增效问题给出了改进方案.     

滤筒除尘器不同进出口夹角对气流分布的影响

针对滤筒除尘器不同进出口夹角对除尘器内部流场的影响进行模拟研究。首先对除尘器进行适当简化和假设,建立起适合有限元计算的数值模型,通过流体力学分析软件Fluent对不同进出口夹角下的滤筒除尘器的气流分布进行模拟。根据模拟结果综合考虑,进出口夹角为180°时气流分布最均匀,除尘器内部流场最好。     

钢铁厂露天堆料场挡风抑尘墙效果的数值模拟

对某钢铁厂露天堆料场设置挡风抑尘墙进行数值模拟研究,通过对动力阴影区覆盖面积的考察,分析了自然风速、墙高、墙开孔率及墙后建构筑物对挡风抑尘墙的挡风抑尘效果的影响.该钢铁厂露天堆料场设置防风抑尘墙的最佳几何尺寸是:墙长(L)为500 m,墙厚(d)为5 mm,墙高(H)为15～20 m,墙开孔率(k)为0.2～0.3,在主导风风速达到10 m/s以上的大风天气能够形成有效覆盖整个料场的动力阴影区,再配以合适的喷雾洒水或喷洒化学抑尘剂等其他抑尘手段就能够非常有效地抑制料场扬尘.     

双层滤料颗粒床高温除尘器灰斗气固两相流场模拟分析

为了促进粉尘沉降,在双层滤料颗粒床高温除尘器灰斗处增加了一个抽气外循环并且在抽气口附近增设挡板,使用Fluent软件对除尘器的气固两相流场进行数值模拟,在抽气循环率为1/6情况下,分析不同挡板的布置方式时粉尘的沉降率。仿真结果表明:当挡板气流通道宽300 mm、高1 400 mm、层间距100 mm、层数6层时,可以大幅增加粉尘沉降率,与无挡板布置方式相比,粉尘粒径为1、25、50μm的沉降率分别增加了27.15%、28.9%、35.19%。通过分析可知,挡板气流通道宽度、挡板高度和挡板层数的变化对于100μm以下粒径的粉尘颗粒沉降效果影响较为明显。     

滤筒除尘器不同进风方式对内部流场的影响

针对滤筒除尘器不同进风方式对除尘器内部流场的影响进行研究。对滤筒除尘器进行适当简化和假设,建立适合有限元计算的数值模型,对不同进风方式下滤筒除尘器的气流分布进行模拟。通过模拟分析,得出最适合滤筒除尘器的进风方式为侧中进风。     

新型错位板对静电除尘器流场影响的数值模拟

为降低现有除尘器的改造成本,提高微细粉尘的收集效率,在现有除尘器的基础上,对阳极板排布方式进行调整,设计错位排布方式,最大化地利用原有除尘器的资源,以最小的改造成本,达到较满意的除尘效果.利用目前应用广泛的FLUENT仿真软件进行数值模拟,观察分析了其电势分布和气流分布.数值模拟结果表明:当主流风速小于0.5 m·s-...     

基于抽气循环的双层滤料颗粒床高温除尘器数值模拟

为解决双层滤料颗粒床高温除尘器床层粉尘进入率过高的问题,在沉降室底部,采用抽气循环抽出部分气体再引入除尘器入口进行循环以降低床层粉尘进入率。运用Fluent软件中的离散相模型(DPM)对除尘器的气固两相流场进行数值模拟。结果表明:抽气循环可以显著降低床层粉尘进入率,当循环率为1/7时,床层粉尘整体进入率从无循环的20.73%降低到5.13%,特别是第6床层粉尘进入率从10.21%降低到2.35%。因此,抽气循环可以有效降低床层粉尘进入率。     

静电除尘器内细微尘涡流现象的数值模拟

基于计算流体力学,以ANSYS软件中的FLUENT模块为平台模拟了粉尘粒径、烟气流速、电晕极电压和烟气含尘浓度对静电除尘器内细微尘涡流现象的影响。研究表明:随着粉尘粒径和烟气流速的增大,颗粒在静电除尘器内的合速度增大,粒子突破空气阻力维持原方向运动的能力增强,涡流的强度降低;随着电晕极电压和在一定范围内烟气含尘浓度的增加,高速流体区域与低速流体区域的速度差增大,涡流的强度会随之增加;继续增大烟气含尘浓度,导致静电除尘器内出现电晕封闭现象,"电风"逐步减弱,电场力大幅减小,粒子跟随烟气流出静电除尘器,涡流被大幅削弱或消失。根据以上规律,以相对均方根值为指标设计L~9(3~4)正交模拟,得出各因素对涡流影响程度由高到低分别为烟气流速、电晕极电压、含尘浓度、粉尘粒径。     

移动颗粒床除尘器的除尘性能

为进一步了解移动颗粒床除尘器的除尘性能,首先解决了除尘器中容易出现的流动静止区域的消除问题,并实验研究了除尘效率及压降与表观过滤风速和滤料质量流率之间的关系,结果表明当表观过滤风速为0.3 m·s~(-1),滤料质量流率为300 g·min~(-1)时,除尘效率高达99.8%,压降最大还不及180 Pa。另外,通过数值仿真得到了滤料床层内部气体的流场分布以及灰尘粒子在床层中的运行轨迹,发现除尘器结构部件对气体流场分布以及灰尘粒子轨迹有重要影响。对仿真过程中逃逸出滤料床层的灰尘粒子进行统计,并与实验数据相比较,验证了尘饼对增强细微灰尘捕集能力的重要性。     

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。     

扩散荷电作用下线板式ESP中PM2.5捕集效率的数值模拟

为考察线板式静电除尘器中PM2.5颗粒的除尘性能,建立电场、颗粒动力场和流场多场耦合下的数学理论模型.采用GAMBIT软件构造ESP实体结构,将用户自定义程序UDF导入到FLUENT软件中进行数值仿真,并应用DeutsehAnderson公式计算粉尘在不同荷电机理和2种不同除尘操作参数下的除尘效率.数值结果表明,扩散荷电效应对PM2.5分级除尘效率贡献率随粒径增大非线性减小;外加工作电压越低或烟道气流速越高,扩散荷电效应对PM2.5粉尘颗粒的影响越大;在较高外加电压工况下,扩散荷电对综合效率的影响与降低一定量的烟道气流速相当.     

防风抑尘网开孔形式对流场的影响

应用CFD模拟软件Fluent 6.2提供的标准κ-ε模型,以流场数值模拟的方法对防风网结构及其网后流场进行流场模拟,研究了防风网开孔形式对物料堆表面速度、压力和湍动能变化的影响。模拟结果表明,物料堆表面风速由料堆底部沿迎风面表面向上逐渐增大,并在物料堆顶部附近出现边界层分离,使得背风面形成速度回流区;物料堆表面的压力由料堆底部沿迎风面表面向上逐渐降低,背风面则变化不大;在物料堆顶部湍动能较大,容易起尘。综合分析各个影响因素,圆形开孔防风网的挡风效果最佳。     

基于故障树分析法袋式除尘器滤袋失效的研究与应用

在分析影响袋式除尘器滤袋失效因素的基础上,应用故障树分析法(fault tree analysis,FTA)对袋式除尘器滤袋的失效进行研究。以某袋式除尘器为例,建立该袋式除尘器滤袋失效的故障树,并结合其运行及废弃滤袋的调查情况,分析影响其滤袋失效的主要因素。结果表明,该袋式除尘器滤袋失效的主要影响因素为清灰压力峰值分布的不均匀(清灰不彻底)所导致的运行阻力过高。在此基础上,利用计算流体动力学(CFD)方法建立该袋式除尘器清灰数值计算模型,模拟其清灰时滤袋表面的压力峰值分布,发现该布袋除尘器滤袋底部表面的清灰压力峰值较低,无法达到正常清灰的要求,从而验证了故障树分析的正确性。以数值模拟为指导,改进该袋式除尘器的清灰结构,改善其清灰效果。     

静电除尘器烟道进口处流场的数值模拟

利用Fluent软件对静电除尘器烟道进口处流场进行了数值模拟,在此基础上提出一种新型的能有效均风的电晕线布置方法.结果表明,两相邻(垂直叠放)烟道进口处的电晕线平行放置时,在强电场力作用下产生的高速离子风会阻碍气流的均匀分布；两相邻烟道进口处的电晕线交叉放置时,可以起到明显的均风效果,更有利于除尘器内气流的均匀分布和提高除尘效率.该方法为静电除尘器的改造和设计提供了一种新的思路.     

旋风-布袋复合除尘器优化和除尘效率的数值模拟

针对燃煤工业锅炉烟尘超低排放的要求,采用数值模拟方法,研究了旋风除尘器(A)和内部滤袋前无导流板(B)、有导流板(C)或开孔挡板(D)的几种旋风-布袋复合除尘器的流场。结果表明:除尘器C的流场较均匀,较高风速时压降低于除尘器B、D。进一步模拟了除尘器A、C的分级效率,发现对于粒径低于15μm的颗粒,除尘器A去除率低于60%,除尘器C去除率高于97.8%。且复合除尘器占地小,滤袋寿命长,具有广阔的应用前景。上述数值模拟结果可为复合除尘器的优化设计提供参考。     

含油污水处理用旋流气浮一体化设备的CFD数值模拟

借助商业计算流体动力学(CFD)软件Fluent,对国内自主研发的含油污水处理用BIPTCFU-1型旋流气浮一体化设备进行内部流场的数值模拟研究,讨论了射流器挡板和缓流板等主要结构参数对设备分离性能的影响,并对污水处理量和回流比等运行参数对设备除油率的影响进行了评估。为下一步通过CFD数值模拟手段进行优化设计,进而成功研发含油污水旋流气浮一体化处理设备奠定了较为坚实的基础。     

基于ASMM模型对不同袋长袋式除尘器气固两相流的模拟

为了提高袋式除尘器内部流场的均匀性,延长滤袋的使用寿命以及降低能耗,以某环保公司下进风袋式除尘器为几何模型,采用简化的欧拉模型-代数滑移混合模型(algebraic slip mixture model,ASMM)模拟了3种袋长分别为6、8和10 m的袋式除尘器处理粒径为1、2.5、5、10和20μm颗粒时其内的气固两相流动。对比分析了不同袋长除尘器内速度云图、颗粒相体积份额以及压力损失等,结果表明:随着滤袋长度的增加,除尘器内部流场的均匀性提高;袋式除尘器对5种不同粒径颗粒都具有一定的去除能力,滤袋长度为8 m时受到的二次扬尘影响较小;滤料及粉尘层厚度为2 mm时,袋式除尘器的压力损失随着滤袋长度的增加而增加,颗粒粒径对除尘器压力损失的影响较小;通过对比袋长为8 m时除尘器模拟压降与实验结果,验证了模拟结果的可靠性。因此,除尘器的最优袋长为8 m,模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了理论依据。     

高温袋式除尘器金属滤袋脉冲喷吹清灰性能分析

为解决高温袋式除尘器在应用中因压缩空气温度偏低导致金属滤袋糊袋,以及因清灰参数选取不当导致滤袋残余阻力上升和除尘器运行阻力升高的问题,使用滤料微观模型分析过滤状态下颗粒在清洁金属和有机纤维层的穿透过程;并结合物理模型与数值模拟正交实验研究不同因素对不锈钢金属滤袋脉冲喷吹清灰过程的影响;以传统有机滤袋做对照,通过数值模拟实验研究在高温状况下脉冲喷吹清灰气流对金属滤袋袋口区域结露的影响。结果表明,在相同的颗粒粒径条件下,清洁金属滤料纤维的颗粒穿透量和穿透距离更大,拦截效应低于有机纤维滤料。滤袋清灰效果整体呈现上部>底部>中部的趋势,且金属滤袋清灰评价指标测试值整体低于传统有机滤袋;显著影响滤袋清灰的因素均为喷吹压力和喷吹孔径,金属滤袋最佳喷吹距离为200 mm,喷吹时间为100 ms。当脉冲喷吹气流温度为0℃时,滤袋袋口0.5～2 m处有结露风险,升高至50℃可有效防止工业窑炉烟气滤袋袋口区域结露现象的产生。该研究结果可为高温袋式除尘器金属滤袋的喷吹参数设计和结构优化提供参考。     

露天采矿飏尘扩散防治用风障的模拟分析

基于某露天矿坑飏尘防治用风障工程,建立数学物理模型进行数值模拟探究风障（含人工风障和防护林带）对大型露天矿坑飏尘的防护效果。运用计算流体动力学软件Fluent并选取高雷诺数下k-ε模型用SIMPLE算法进行计算,得到风障周围的流场及压力场的分布,从而分析人工风障和防护林带后沿流水平距离变化时不同高度间相对风速的变化,得出位于人工风障后位置越低,防护效果越强,当y=0.2 h时,约为初始风速的50%,且当气流深入林带后其防护效果增强,在进入后水平距离4 h’时,相对风速约为初始风速的30%。