托盘式烟气脱硫喷淋塔空塔冷态流场数值模拟

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。

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.

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.

对大型脱硫塔进行合理的模化和简化,采用国际流行的商用cfd(computationalfluiddynamics)软件fluent对湿法脱硫立式喷淋塔空塔进行了二维数值模拟。在计算中选取k-ε模型作为计算模型,用simple算法进行计算。计算结果表明,空塔流场气流速度分布不均。

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。

提出一个喷淋塔设计参数———平均容积吸收率,其可作为喷淋塔本体设计的控制指标,并据以确定塔的吸收区高度。运行和设计经验表明,一般喷淋塔的容积吸收率为(5.5～6.5)kg/(m3·h)。文中还讨论了容积吸收率、so2吸收量、吸收区高度等之间的关系。

研究了喷淋空塔内烟气流速、液气比和吸收区高度等因素对气相阻力的影响,并在实验室研究的基础上建立了喷淋塔流体力学数学模型,讨论了烟气流速、液滴直径等工艺参数对液滴停留时间、吸收区阻力和塔内传质面积的影响

针对680mw机组湿法烟气脱硫喷淋塔内烟气速度分布和阻力进行了实验研究。实验平台与系统几何比例为1∶12,烟气速度比例为1∶1。通过研究发现,塔内速度场沿烟气流动方向其均匀性变化呈先强后弱的2次明显变化,负荷很低(35%负荷)时,烟气流动均匀性很差,塔内压降随着喷淋层运行数量的增加而增大,随着烟气负荷的增加而增大。

基于烟气湿法脱硫机理建立了喷淋塔内脱硫过程实时仿真模型。模型描述了脱硫效率与入口烟气二氧化硫浓度、喷淋浆液中二氧化硫浓度、烟气量、循环浆液量、钙硫摩尔比,浆液酸碱度(ph值)、操作压力、温度以及脱硫塔结构(截面积,吸收区高度等)的定量关系,并编制成算法。在star-90/windows2000一体化图形建模实时仿真支撑系统上,以某电厂600mw机组烟气脱硫喷淋塔为对象进行模型验证。在90%、75%与50%工况下仿真计算结果与实际运行值相比较偏差在1%以内,因此,模型具有较高的精度,为实现脱硫系统仿真奠定了基础。

本文以300mw机组喷淋塔为研究对象,利用fluent软件对塔内气液两相流场进行三维数值模拟。结果发现喷淋对塔内烟气具有整合作用,可以有效地使气体分布趋向均匀;塔内靠近塔壁和中间部分喷嘴布置较少,导致气流逃逸,降低了吸收效率。模拟结果对喷淋塔的现场运行及结构优化设计具有一定的指导作用。

本文阐述了以300mw机组为例,利用fluent软件对单入口、双入口喷淋塔内烟气流程分别进行了三维数值模拟。结果发现双入口喷淋塔内烟气流场更加均匀,脱硫效率高,有效降低低温腐蚀有利于喷淋塔的长期稳定运行。模拟结果对喷淋塔的现场运行及结构优化设计具有一定的指导作用。

利用商用cfd软件fluent,采用k—ε模型和simple算法,针对湿法脱硫喷淋塔空塔内部的三维流场进行了数值模拟,并根据计算结果对比分析不同烟气入口角度对喷淋塔内部气相流场的影响,获得最佳的烟气入口角度范围。计算值与现场运行实践所获得的经验值范围基本吻合,因此对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值。

?1994-2010chinaacademicjournalelectronicpublishinghouse.allrightsreserved.http://www.cnki.net 烟气脱硫喷淋塔的容积负荷与本体设计 thevolumeabsorbingloadanddesignofasprayscrubberforwetfgd 李荫堂,王双,刘艳华 (西安交通大学环境工程系,陕西　西安　710044) 摘要:提出了以喷淋塔的容积负荷———平均容积吸收率为控制指标的本体设计路线。在目前已有的设计、运行经 验基础上,根据烟气的so2进口浓度、要求的吸收效率等来确定喷淋塔容积。讨论了容积吸收率不同角度的定义, 给出了采用容积吸收率进行喷淋塔本体设计的步骤。 关键词:湿法烟气脱硫;吸收塔;喷淋塔;容积

根据烟气中二氧化硫的腐蚀特点、吸收剂的廉价性和来源广泛性,借鉴了脱硫工艺的特性及在国内的实际应用,计算、设计了烟气喷淋塔,实现石灰石湿法烟气脱硫。

对湿式烟气脱硫喷淋塔本体尺寸进行了分析,结合已有的工程设计经验,给出了确定喷淋塔本体尺寸的具体步骤,并讨论了设计应考虑的主要问题。

通过安装流场优化构件,对湿法烟气脱硫喷淋塔内的流场进行优化,并通过试验研究及计算流体力学模拟的方法考察流场优化构件及其几何结构对塔内流场和so2吸收的影响。流场模拟基于reynolds时均navier-stokes方程,标准k-ε双方程模型和颗粒轨道模型,方程的离散格式选用二阶迎风差分格式,采用simple算法进行压力-速度耦合。so2吸收的模拟则是根据双膜理论编写用户自定义程序,作为相间作用的源项加载到fluent软件中来实现的。结果表明,流场优化构件能够防止烟气沿塔壁逃逸,整流气相流场,强化气液两相在吸收区的混合,有利于so2的吸收。此外,通流截面一定时,塔内压降和脱硫效率随构件与水平面夹角的增大而增大;构件与水平面夹角一定时,塔内压降和脱硫效率随通流截面的增大而减小。

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。

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。

基于计算流体力学(cfd)平台的fluent软件,针对某工业锅炉小型湿法烟气脱硫喷淋塔进行了优化设计的数值模拟。采用欧拉-拉格朗日(e-l)方法分别描述烟气和液滴的运动,计算分析了不同烟气入口角度下的速度场、塔中轴线压力及温度变化,同时分析了不同截面上加权平均so2摩尔分数分布,依据模拟结果提出喷淋塔烟气入口角度选取10°左右较为合理。

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。