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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于气-液传质氨法脱硫喷淋吸收CFD仿真模拟

结合氨法脱硫SO₂吸收传质的研究,通过耦合氨法脱硫液滴中多组分化学反应、液滴与气相间传质(双膜理论)、液滴蒸发相变等多个过程,采用CFD二次开发技术研究开发了可预测脱硫效果的CFD计算方法,利用基于该方法建立的三维氨法脱硫仿真模型模拟脱硫塔内的流场及烟气流速、pH值、液气比、雾化粒径、初始SO₂浓度对脱硫效果的影响,研究结果表明,模拟结果与实验数据有着相同的变化趋势且二者之间的相对误差小于±20%.同时,通过计算pH值和浆液粒径等关键参数对脱硫塔内竖直中心线上NH₃和SO₂浓度分布规律的影响,明确通过合理控制浆液pH值与浆液粒径来提高脱硫效率以及减少NH₃逃逸.实验和数值模拟结果表明,氨法脱硫系统控制烟气流速为2～3m/s、浆液pH值为5～6,液气比2.5～3.5L/m³,雾化液滴粒径为0.8～1mm较为合适.     

石灰石-石膏湿法脱硫系统改造

某电厂300 MW机组由于燃用煤种与设计煤种差别很大,其实际燃煤的含硫量远远超过设计值,造成烟气中SO2排放量成倍增加,不能达标排放,需对其已有脱硫系统进行技术改造,主要是对吸收塔、氧化空气系统、石膏脱水、石灰石浆液供给系统、事故浆液排放系统进行了扩容改造。吸收塔浆液池增高壳体采用塔内立杆倒拉的方法进行顶升安装,上部1.8 m层喷淋层壳体采用吊装。改造后实际运行表明:脱硫率超过96%的设计值,其他指标均达到设计要求,工程改造后每年减排SO2 6.4万t,减排粉尘358 t,每年可节省排污费支出4 032万元,具有显著的社会和经济效益。     

脱硫塔增效的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,对南通某热电厂的脱硫塔塔板的不同布置方案进行流场模拟,并显示塔内流场的分布情况。为使塔内的流场分布更加均匀,在所建立的数值模型基础上,对现有的塔板运行情况以及设想的塔板优化方案进行计算、比较和筛选。计算结果表明,现有的脱硫塔入口存在回流区,烟气SO2浓度和速度场分布不均匀,且系统阻力较大。在分析了影响流场的关键技术参数之后,通过改进脱硫塔入口形状,并在入口处增加整流装置,并将喷淋层改为雾化模式等对系统进行优化设计,不但气流改善,还有助于降低阻力。     

湿法烟气脱硫取消旁路后的问题和解决措施

燃煤电厂（125MW～1000MW）湿法脱硫系统取消旁路后,在锅炉投油点火和低负荷投油助燃时,烟气中的油污会引起脱硫浆液的中毒、降低脱硫效率;另外,由于短时烟气温度过高,会损坏吸收塔内喷淋层和除雾器,因此,需在吸收塔入口设置喷水降温装置.     

喷雾吸收法处理烟气中SO2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，试验考究他吸收液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ＳＯ２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， 观察了脱硫过程中吸附塔内的结垢情况，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     

一种烟气脱硫吸收塔交互式喷淋系统

一种烟气脱硫吸收塔循环浆液喷淋系统,其通过优化母管布局,合理设计,最终达到均匀喷淋效果,提高浆液吸收效率目的;同时均衡了管道荷载分布,改善了吸收塔内受力平衡情况。     

喷雾干燥法烟气脱硫过程的模拟试验研究

本文模拟试验研究了喷雾干燥法烟气脱硫中脱硫渣再循环利用、气体参数（ＳＯ２浓度、气速、气温）及浆液参数等对脱硫过程的影响，并分析了喷雾干燥塔内传热传质过程。本文结果将有助于改进喷雾脱硫塔的设计和操作。     

集成内循环烟气流化床脱硫塔内流动特性

针对脱硫塔内烟气的偏流问题,提出了直导流板加旋流结构的措施,应用CFD软件包FLUENT平台对导流板的尺寸、位置、数量进行了优化,得到了烟气入口调节的优化方案。通过工业流场试验对数值计算结果进行了验证,结果表明:采用烟气调节措施后,流场均匀性得到明显的提高。计算和工业试验数据一致,表明采用合适的计算模型,数值计算能取得良好的模拟结果。     

湿法烟气脱硫吸收塔仿真模型开发及应用

吸收塔作为石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统的核心部件,关于其脱硫效率影响因素众多,动态特性非常复杂,一直难以通过化学反应动力学模型以及计算流体力学模型对其进行精确定量描述。文章首先引用典型相关分析理论,对吸收塔输入参数与输出参数两组变量之间的相关性进行统计分析,完成数据初步筛选;然后引用主成分分析方法,把多元变量间的相关性研究化为少数几对变量之间的相关性研究,最后以进口烟气流量、进口烟气温度、进口烟气SO2浓度、液气比、进口烟尘浓度、烟气流速、石膏浆液密度、石膏浆液pH值等参数为输入变量,运用多神经网络建模技术来完成吸收塔动态实时仿真模拟。太仓港环保电厂脱硫装置实际应用表明:该模型脱硫效率预测误差小于1%,吸收塔内出口压力预测误差小于50 Pa,完全满足工程应用精度。壤剖面多环芳烃主要来源于煤的高温不完全燃烧产物,兼有少量的石油污染贡献。这与武汉市以煤为主的复合型能源利用结构相符合。     

气动搅拌喷射鼓泡脱硫除尘吸收塔

气动搅拌喷射鼓泡脱硫除尘吸收塔在发明专利单切向环栅式喷射鼓泡进气脱硫装置的基础上,对塔做了进一步改进和创新。塔内设有两套布气装置,避免了大塔径(直径在4m左右)下塔中心气体分布不均匀的缺陷。此外,在环形气体通道内增设了一套气动搅拌装置,该搅拌装置的动力由环形通道内的气流提供。运行结果表明,新的布气系统使塔内气体分布均匀,塔内的气、固、液可以充分混合,除尘效率可以达到95%以上,当脱硫剂pH值在5以上时,脱硫效率稳定在97%以上。     

钙基湿法脱硫浆液起泡溢流的原因及处理

在钙基湿法脱硫系统运行过程中,很容易出现浆液起泡溢流现象,不利于脱硫系统安全稳定地运行。为了解决浆液起泡问题,以某钢铁公司烧结机烟气湿法脱硫装置为例,检测了其浆液的主要性质。以液体的起泡高度和消泡时间表征其起泡能力,通过多组实验研究了浆液中表面活性物质、颗粒物和金属离子对其起泡能力的影响。结合起泡机理和脱硫工艺,分析了导致浆液起泡的原因,并给出了预防和处理浆液起泡溢流的措施,确保吸收塔的正常运行。     

改善烟气脱硫装置浆液池响应特性方法研究

通过对现有的烟气脱硫系统吸收塔浆液池在运行过程中浆液pH值响应过程的分析,针对现有脱硫装置浆液池pH值响应滞后导致的一系列问题,提出了改善烟气脱硫装置浆液池响应特性的措施方案,结合工程实例说明了通过在浆液池内加装浆液气氛控制系统使得pH值响应更为及时,并使浆液池内pH值分布满足浆液池功能要求。保证脱硫装置的安全稳定高效运行,有效降低运行消耗。     

生物质锅炉SCR系统内烟气流场模拟与优化

基于CFD仿真分析技术,对生物质锅炉SCR系统内烟气流场进行了数值模拟研究。通过优化设计,得到最终优化方案,并对优化前后方案进行了对比分析。研究发现,合理地设计导流板和整流格栅结构,能够有利地改善第一层催化剂上游流场和浓度场。在满足脱硝效率和氨逃逸率前提下,大大降低了烟气对催化剂层的冲刷,保证催化剂的使用寿命。     

脱硫吸收塔运行参数控制

本文介绍了惠州平海发电厂2×1000MW机组石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统的主要工艺流程,通过对运行过程中吸收塔浆液反应过程分析,提出了吸收塔浆液运行参数控制因素,便于运行人员做出相应调整,以提高系统的稳定运行。     

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.