喷淋脱硫塔喷嘴外流动数值模拟与实验研究

采用两种细度石灰石作为脱硫剂,对喷淋式脱硫塔的脱硫特性进行了试验研究,试验结果表明在一定烟气流速下,脱硫效率随液气比的增大而增大;在高烟气流速下,脱硫效率随液气比的增大而增加的趋势更加显著。脱硫效率随着提高浆液的ph值而提高,随入口烟气so2浓度增加而下降;石灰石粒径越小,其溶解性好,有利于提高脱硫效率。结合吸收段阻力特性,分析得到该装置的一个最佳工况点:烟气流速2.31m/s,循环浆液量50m3/h,浆池ph值5.6～5.8时,脱硫效率为93.9%。

利用fluent软件对喷淋塔空塔的流场进行三维数值模拟。在计算中选择k-ε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形状对流场有很大的影响,此结果对现场运行以及喷淋塔的优化设计有一定的指导作用。

利用phoenics数值模拟软件与piv实验技术结合方法,分析不同质量浓度、流量、工作介质的螺旋分离器螺旋流流场分布、压力场分布和涡量分布.结果表明:在螺旋分离器螺旋流中,其切向速度远大于轴向速度、径向速度,但径向速度很小,一般可以忽略;随着流量、聚合物质量浓度的增加,压力下降速度也增大;在螺旋分离器内部压力呈阶梯状下降,且压力变化并不均匀,靠近螺旋入口端的压力变化小于靠近螺旋出口端的;涡旋并没有在整个螺旋叶片间的旋转流道内产生,只是产生在贴近叶片上壁和下壁处,即在近壁处更易产生涡旋.该结果可为螺旋分离器内部螺旋流流场的研究提供借鉴.

以计算流体力学为基础,在三维坐标系下采用标准k-ε双方程模型求解动量、能量和组分方程,结合浆滴蒸发模型及简化的浆滴脱硫反应模型,以euler-lagrange方法建立了喷淋塔内烟气脱硫的数值计算模型,模型计算结果与孔华的试验数据符合较好。模型计算结果表明,对于粒径小的喷淋液滴,其烟气脱硫反应和液滴蒸发主要发生在烟气进口附近,而随着液滴粒径的增大,液滴在塔内蒸发和脱硫反应的过程延长。同时,增加烟气温度、降低烟气中so2的入口质量浓度以及增加液气比均有利于提高脱硫效率。文中模型相对于一维柱塞流模型,能够直观地显示出喷淋塔内的流场、温度场和组分质量浓度场的空间分布。

提出在烟气脱硫喷淋塔烟气进口设置导流板或采用切向进口,使烟气在塔内螺旋流动,以延长停留时间,加强气液湍动接触,并可改善系统的负荷调节适应能力。对不同进口结构的塔内流速分布、压力损失进行了实验研究,得出了旋流强度、压力损失等随导流板角度的变化关系,并将旋流情况与常规的直流进行了比较。

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。

以600mw机组喷淋塔为研究对象,利用fluent软件,对脱硫喷淋塔进行了空塔和喷淋状态下热态场的数值模拟。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算法进行计算。计算结果表明,多孔板对塔内流场、温度场和压力场都有一定的影响,小孔径时流场明显均匀化;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。

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进行三维数值模拟。

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。

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。

通过国际流行的商用cfd(computationalfluiddynamics)软件fluent及其前处理软件gambit对湿法脱硫立式喷淋空塔的流场进行数值模拟.计算中选用k-ε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对流场内烟气分布具有较大的影响,通过分析比较找出最佳角度范围.得到的结论和现场运行所出现的问题基本吻合,这说明应用k-ε模型用于脱硫塔流场的计算,从理论上对脱硫塔流场做出预报是可行的.此结果对现场运行及喷淋塔的改进具有一定的指导作用.

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.

目录 1处理烟气量计算...................................................................................................................3 2烟气道设计...........................................................................................................................3 3吸收塔塔径设计....................................................................................................................3 4吸收塔塔高

采用fluent软件对1000mw脱硫喷淋塔的内部流场进行了数值模拟,考察了在120°双入口烟道形式下,不同入口角度θ对其内部速度场、温度场及压力场分布的影响。研究发现,入口角度θ为15°时,流场分布较均匀。

基于计算流体力学(cfd)技术,采用fluent软件平台,针对典型300mw机组脱硫系统喷淋塔采用可视化技术对喷淋层间距、喷嘴压降、喷淋角变化时喷淋层喷淋效果、传质特性和阻力特性进行了数值模拟研究。结果表明喷淋层间距、喷嘴压降与喷淋角度变化对覆盖效果影响很小,喷淋层间距、喷嘴压降和喷淋角增大均能增强气液传质,同时喷淋层阻力也随之增大。提出典型300mw机组wfgd浆液喷淋系统喷嘴选择与布置的推荐值。

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进行三维数值模拟.结果表明,模拟很好地预测出so2脱出效果.

在氨法烟气脱硫喷淋塔的实验系统上对影响氨法脱硫效率的几个主要因素进行了实验研究。实验结果表明:提高液气比和浆液ph值、降低烟气温度和烟气空塔气速均可以提高脱硫效率。在双膜理论的基础上,通过对氨法脱硫过程中so2传质速率方程和螺旋型喷嘴液滴直径大小关联式的分析,建立了喷淋塔氨法脱硫的数学模型。利用该模型对影响氨法脱硫效率的几个主要因素进行计算,并与实验结果进行比较,实验数据和模型计算值基本吻合。

石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔中塔壁液膜区的形成不可避免,因此需要对其脱硫机理进行研究。将塔壁液膜的流动分为层流和波动层流2种状态,并分别考虑在这2种状态下液膜对so2的吸收,建立了塔壁液膜脱硫过程的数学模型。模型中涵盖了so2的吸收、石灰石的溶解、亚硫酸根的氧化和石膏的结晶4个主要的脱硫反应控制步骤,模型计算结果与试验数据吻合较好。

电除尘器的数值模拟与实验研究 王春丽 20064 国内图书分类号：tm925.3 国际图书分类号：621.9 工学硕士学位论文 电除尘器的数值模拟与实验研究 研究生姓名 导师姓名 申请学位级别 学科、专业 所在单位 授予学位单位 ： ： ： ： ： ： 王春丽 于秉杰副教授 工学硕士 机械设计及理论 机械工程学院 燕山大学 classifiedindex:tm925.3 u.d.c.:621.9 dissertationforthemasterdegreeinengineering numericalsimulationand experimentalstudyon electrostaticprecipitators candidate: supervisor:

电除尘器的数值模拟与实验研究 王春丽 20064 国内图书分类号：tm925.3 国际图书分类号：621.9 工学硕士学位论文 电除尘器的数值模拟与实验研究 研究生姓名 导师姓名 申请学位级别 学科、专业 所在单位 授予学位单位 ： ： ： ： ： ： 王春丽 于秉杰副教授 工学硕士 机械设计及理论 机械工程学院 燕山大学 classifiedindex:tm925.3 u.d.c.:621.9 dissertationforthemasterdegreeinengineering numericalsimulationand experimentalstudyon electrostaticprecipitators candidate: supervisor:

本文通过建立与车箱体传热相耦合的轿车空调车室内三维空气流动与传热的数学模型，研究了汽车空调制冷系统和车室内空气流动的耦合特性，对空调轿车降温特性进行了动态模拟，建立了环境模拟试验台，验证了理论模型的可靠性．

建立了石灰石/石膏湿法烟气脱硫喷淋塔实验台,实验研究了重要的操作参数对喷淋塔脱硫效率的影响规律。实验结果表明,提高液气比和浆液ph值、降低烟气温度和烟气速度、降低入口烟气的so2浓度以及强制氧化均可以提高脱硫效率。将喷淋浆液分成喷淋液滴和塔壁液膜两种存在形式,并分别建模,喷淋液滴的脱硫过程采用gerbec液滴脱硫模型计算,将塔壁液膜的流动分为层流和波动层流两种状态,发展出了新的喷淋塔脱硫反应模型。模型计算结果表明,相对于gerbec液滴模型,本文的模型计算结果与实验数据吻合得更好。