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。     

半干半湿法烟气脱硫塔流场分析

利用计算流体力学的方法对半干半湿法烟气脱硫塔内部流场进行研究,通过对塔体内部设备的优化,增加脱硫剂与SO₂接触的几率,提高脱硫塔反应效率.在分析脱硫塔内多相流体的流动的基础上,建立k-ε湍流方程模型,分析了塔体内部对流场以及与脱硫效率的影响,研究结果表明,脱硫塔的内部结构对于流场分布起决定性作用,烟气分布器有助于控制脱硫化学反应,对进一步提高半干半湿法烟气脱硫效率非常重要.      

烟气分布器对半干法脱硫塔流场的影响

通过计算流体力学(CFD)方法,采用K-ε双方程模型,对半干法脱硫塔内部流场进行数值模拟,研究几种不同类型的烟气分布器对流场分布的影响.结果表明,脱硫塔体内部增设烟气分布器时明显改变流场的分布,通过改变烟气分布器的结构,实现烟气流动的速度矢量、压力梯度和能量在脱硫塔体内部均匀分布,增加脱硫剂与SO₂接触的几率,提高脱硫塔反应效率.研究结果为脱硫塔体内部结构的优化提供了依据.     

半干法烟气脱硫过程的数值模拟

对增湿脱硫实验装置进行了数值模拟研究,依据流体动力学原理建立气液固三相耦合模型：即质量、动量、能量和湍动能耗散输运方程,在构造脱硫装置的网格模型基础上,通过有限元数值计算方法,借助流体软模拟计算了反应器内的脱硫过程,考虑脱硫剂加入量、反应温度、烟气流量工艺因素的影响时该活性脱硫剂的脱硫性能,将模拟值与实测值进行了对比,误差较低,表明本模型及其参数具有一定的准确性。     

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.     

垃圾焚烧半干法脱硫塔内流场数值计算

为给垃圾焚烧半干法脱硫塔优化设计提供理论基础,以某垃圾焚烧旋转喷雾半干法脱硫塔为研究对象,运用FLUENT软件对不同烟气入口旋转角工况下脱硫塔内部的流场分布以及加入旋转喷雾对速度场以及温度场的影响情况进行数值模拟分析.结果表明:随着入口旋转角度增大,烟气停留时间以及主要脱硫反应区域烟气湍流度增大,同时对塔壁冲刷加强,烟气分布均匀性降低.综合以上因素考虑,入口旋转角为20°时具有最有利于脱硫反应进行的流场分布.对入口旋转20°工况下加入喷雾后的流场进行了分析,其模拟结果与相关实验结论吻合较好,并能够兼顾高脱硫率以及后续设备的安全运行.     

软锰矿浆烟气脱硫反应器内气-液两相流的数值模拟

为了揭示喷射鼓泡反应器内流动结构和气液分散特性,为该反应器的优化设计提供理论指导,应用计算流体动力学(CFD)方法对反应器内气液两相流动结构进行了数值模拟,并提出气含率方差概念用于定量描述气相分散程度。着重考虑了搅拌转速和表观气速对通气功率、整体气含率和气相分散程度的影响。结果表明:流场的重要特征与前人的类似实验结果和数值模拟结果一致;数值模拟能很好地捕捉了六直叶圆盘涡轮桨的气穴现象;气穴现象会导致通气功率降低且不利于气液混合;整体气含率随转速和表观气速的增加而增大,但从气液混合与能耗的的角度考虑,搅拌转速宜采用200～300 r/min,表观气速为0.04～0.06 m/s。     

基于烟道喷射蒸发的脱硫废水处理数值模拟研究

针对脱硫废水在烟道内的喷射过程,通过计算流体动力学（CFD）进行数值模拟,研究了烟气性质与操作参数对废水蒸发过程的影响.结果表明：随着烟气温度的升高,液滴蒸发时间逐渐降低,完全蒸干距离缩短;当烟气流速增加,蒸发时间逐渐减小,但完全蒸干距离先减少后增加,流速为5m/s时,废水液滴的完全蒸干距离最近;随着液滴粒径的增加,液滴的完全蒸发时间明显变长,流场内相对低温区域范围扩大;当喷射速度由20m/s升高至60m/s过程中蒸发时间由约0.21s下降至0.16s,但随烟气流速增加,其减少蒸发时间的作用减弱.该模拟结果可以为废水烟道喷射技术的相关工程应用提供优化设计方案和运行指导.     

湿法烟气脱硫塔设计与优化

湿法烟气脱硫(WFGD)是当前大型燃煤电厂烟气脱硫的主导技术。针对某2×600MW电厂脱硫塔,利用Fluent软件对不同尺寸脱硫塔入口尺寸下的脱硫塔塔内流场进行数值模拟,并比较不同入口尺寸塔形的脱硫塔喷淋层浆液循环泵的轴功率,对比选取了用于设计的最优方案。该项目的优化设计充分说明了CFD模拟结果能有效地指导湿法烟气脱硫塔的设计与优化。     

烟气脱硫脱硝流化床反应器入口导流板的数值模拟与优化

为优化循环流化床半干法脱硫系统脱硫塔入口段结构,以某热电厂的循环流化床同时脱硫脱硝塔为原始对象,对其入塔口导流板进行模拟研究。发现入口段烟气无导流板时,流场分布不均匀,压力损失大。加装导流板以后,烟气流场均匀性提高。在直管段和弯管段和扩展段交界处添加一组和原来平行的导流板以后,流场得到进一步改善,并可以消除扩展段的大回流。在弯管段和扩展段交界处添加"井"状格的导流板流场会得到更好的改善,但压力损失加大。     

旋流板塔钠强化石灰石湿式烟气脱硫研究

向石灰石脱硫浆液中添加硫酸钠可提高脱硫率。以旋流板塔为吸收器,测定了钠强化石灰石湿式烟气脱硫过程的脱硫率、pH值等随脱硫反应时间的变化情况,对不同pH值范围内的石灰石溶解速率等进行了分析。在与工业操作温度相近的条件下,测定了不同塔板数时的脱硫率和塔压降,计算了平均单板效率。结果表明,增加塔板数,脱硫率提高,而平均单板效率减小,实验条件下,塔板数由1增加到4,液气比为4L／m^3时脱硫率由25．5％提高到48．6％,而平均单板效率则由25．5％下降到15．3％。得出了平均单板效率与塔板数之间的关系式。     

烟气循环流化床脱硫塔设计

对烟气循环流化床脱硫工艺和脱硫塔设计进行详细的介绍,为设计提供参考。     

火电湿法烟气脱硫流程优化的实现方案研究

在给定脱硫流程模拟优化参数的情况下,尝试了基于DCS系统和基于OA局域网的两种优化控制改进方案,后一种方案解决了优化控制系统的安全性、稳定性、扩展性、易管理等问题。同时采用该控制系统的3号脱硫系统的控制效果最佳,且脱硫效率循环浆液泵功率比随着操作方式相近度的提高而呈递增趋势。     

多炉一塔脱硫工艺烟气系统的优化

多炉一塔脱硫工艺的烟气系统通常设置GGH和增压风机,但在工程实践中会出现较多运行问题,如失速、喘振、高能耗等。以某自备电厂3台220t/h燃煤锅炉烟气脱硫工程为例,针对多炉一塔湿法脱硫工艺是否设置GGH和增压风机进行了技术经济分析,并对烟气系统的控制监测方案进行了优化,最终采取了取消GGH、改造引风机、优化烟气系统控制监测的设计方案。可为小型燃煤电厂多炉一塔脱硫工艺提供参考。     

2×350MW燃煤发电机组主烟道脱硫废水蒸发数值模拟

针对某2×350MW燃煤发电机组主烟道脱硫废水蒸发过程进行了CFD数值模拟,分析了蒸发过程中烟道内的气液分布和变化规律,喷嘴参数对蒸发性能的影响,以及蒸发过程随着负荷降低的变化规律。结果表明:液滴颗粒可在烟道内完全蒸发;粒径从40μm增加到80μm时,液滴蒸发时间从0.26 s增加到0.62 s,蒸发距离从6.15 m增加到13.41 m;蒸发时间和蒸发距离与液滴粒径近似呈线性关系;蒸发时间随着喷射角度的增加而减小;喷射角度为90°时,蒸发距离最短;喷射角度为120°时,蒸发距离最大;3种喷射方向中,逆流喷射方式蒸发时间最长,但蒸发距离最短;负荷降低,蒸发时间增加;负荷由75%降低至50%时,蒸发距离有显著提升。     

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。     

湿壁塔烟气脱硫系统的研究

湿壁塔为基础的石灰石湿法烟气脱硫系统，以６０ｍ＾３／ｈ的模拟烟气的中试设备来研究该系统的操作特性（液气比Ｌ／Ｇ；石灰石浓度；喷雾状态；填料结构等）与脱硫率的关系，并得到了较为满意的工艺参数。     

燃煤锅炉旋流板塔烟气脱硫技术研究

本文研究了旋流板塔烟气脱硫石灰吸收 SO_2的反应过程,以及操作条件对脱硫效果的影响,腐蚀结垢试验等。并采用试验得出的技术参数在新汶矿务局泉沟煤矿4t/h 锅炉进行现场工业性试验。试验结果表明:脱硫率达90%,同时兼有除尘效果。     

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。     

烟道内冲灰水喷雾烟气脱硫过程中传热传质的数值研究

通过数值建模研究了各项参数对喷雾反应段内吸收效率的影响，重点考察了雾滴初始粒径、雾滴初始速度、烟气入口温度、SO2入口浓度、喷雾反应段长度、液气比对吸收效率的影响。研究表明，雾滴初始粒径、SO2入口浓度、喷雾反应段长度、液气比是影响吸收效率的重要因素，而雾滴初始速度、烟气入口温度对吸收效率的影响不大。