噴淋脫硫塔噴嘴外流動(dòng)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究

采用兩種細(xì)度石灰石作為脫硫劑,對(duì)噴淋式脫硫塔的脫硫特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果表明在一定煙氣流速下,脫硫效率隨液氣比的增大而增大;在高煙氣流速下,脫硫效率隨液氣比的增大而增加的趨勢(shì)更加顯著。脫硫效率隨著提高漿液的ph值而提高,隨入口煙氣so2濃度增加而下降;石灰石粒徑越小,其溶解性好,有利于提高脫硫效率。結(jié)合吸收段阻力特性,分析得到該裝置的一個(gè)最佳工況點(diǎn):煙氣流速2.31m/s,循環(huán)漿液量50m3/h,漿池ph值5.6～5.8時(shí),脫硫效率為93.9%。

利用fluent軟件對(duì)噴淋塔空塔的流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬。在計(jì)算中選擇k-ε模型作為計(jì)算模型,用simple算法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明噴淋塔形狀對(duì)流場(chǎng)有很大的影響,此結(jié)果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行以及噴淋塔的優(yōu)化設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)作用。

利用phoenics數(shù)值模擬軟件與piv實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合方法,分析不同質(zhì)量濃度、流量、工作介質(zhì)的螺旋分離器螺旋流流場(chǎng)分布、壓力場(chǎng)分布和渦量分布.結(jié)果表明:在螺旋分離器螺旋流中,其切向速度遠(yuǎn)大于軸向速度、徑向速度,但徑向速度很小,一般可以忽略;隨著流量、聚合物質(zhì)量濃度的增加,壓力下降速度也增大;在螺旋分離器內(nèi)部壓力呈階梯狀下降,且壓力變化并不均勻,靠近螺旋入口端的壓力變化小于靠近螺旋出口端的;渦旋并沒(méi)有在整個(gè)螺旋葉片間的旋轉(zhuǎn)流道內(nèi)產(chǎn)生,只是產(chǎn)生在貼近葉片上壁和下壁處,即在近壁處更易產(chǎn)生渦旋.該結(jié)果可為螺旋分離器內(nèi)部螺旋流流場(chǎng)的研究提供借鑒.

以計(jì)算流體力學(xué)為基礎(chǔ),在三維坐標(biāo)系下采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型求解動(dòng)量、能量和組分方程,結(jié)合漿滴蒸發(fā)模型及簡(jiǎn)化的漿滴脫硫反應(yīng)模型,以euler-lagrange方法建立了噴淋塔內(nèi)煙氣脫硫的數(shù)值計(jì)算模型,模型計(jì)算結(jié)果與孔華的試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合較好。模型計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于粒徑小的噴淋液滴,其煙氣脫硫反應(yīng)和液滴蒸發(fā)主要發(fā)生在煙氣進(jìn)口附近,而隨著液滴粒徑的增大,液滴在塔內(nèi)蒸發(fā)和脫硫反應(yīng)的過(guò)程延長(zhǎng)。同時(shí),增加煙氣溫度、降低煙氣中so2的入口質(zhì)量濃度以及增加液氣比均有利于提高脫硫效率。文中模型相對(duì)于一維柱塞流模型,能夠直觀地顯示出噴淋塔內(nèi)的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和組分質(zhì)量濃度場(chǎng)的空間分布。

提出在煙氣脫硫噴淋塔煙氣進(jìn)口設(shè)置導(dǎo)流板或采用切向進(jìn)口,使煙氣在塔內(nèi)螺旋流動(dòng),以延長(zhǎng)停留時(shí)間,加強(qiáng)氣液湍動(dòng)接觸,并可改善系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)適應(yīng)能力。對(duì)不同進(jìn)口結(jié)構(gòu)的塔內(nèi)流速分布、壓力損失進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得出了旋流強(qiáng)度、壓力損失等隨導(dǎo)流板角度的變化關(guān)系,并將旋流情況與常規(guī)的直流進(jìn)行了比較。

以300mw機(jī)組濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對(duì)象,利用計(jì)算流體力學(xué)通用軟件對(duì)其內(nèi)部?jī)上嗔鲌?chǎng)進(jìn)行模擬。氣相湍流由標(biāo)準(zhǔn)k模型描述,噴淋液滴由拉格朗日顆粒軌道模型描述。預(yù)測(cè)了無(wú)噴淋和有噴淋2種條件下的氣相湍流流場(chǎng)分布、沿塔高方向不同截面上的氣速分布以及噴淋液滴的軌跡。模擬結(jié)果表明,引入噴淋液后,出口截面氣速分布明顯均勻化,其最大值由無(wú)噴淋時(shí)的12m/s降至6m/s。該最大值出現(xiàn)在靠近塔壁處,是由塔壁附近噴淋密度較低造成的,可通過(guò)改進(jìn)周邊噴嘴的布置方式及噴嘴型式進(jìn)行優(yōu)化。

以600mw機(jī)組噴淋塔為研究對(duì)象,利用fluent軟件,對(duì)脫硫噴淋塔進(jìn)行了空塔和噴淋狀態(tài)下熱態(tài)場(chǎng)的數(shù)值模擬。計(jì)算中選用k-ε模型作為計(jì)算模型,并結(jié)合拉格朗日顆粒軌道模型,用simple算法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,多孔板對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)都有一定的影響,小孔徑時(shí)流場(chǎng)明顯均勻化;引入噴淋液后,由于噴淋液滴對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)強(qiáng)烈的整流作用,內(nèi)部速度明顯趨于均勻化。

以300mw機(jī)組濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對(duì)象,利用計(jì)算流體力學(xué)通用軟件對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行三維數(shù)值模擬。

以600mw機(jī)組多孔合金托盤(pán)噴淋塔為研究對(duì)象,利用國(guó)際流行的商用cfd(computationalfluiddynamics)軟件fluent及其前處理軟件gambit對(duì)煙氣脫硫立式噴淋空塔的流場(chǎng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬。計(jì)算中選用模型作為計(jì)算模型,用simple算法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明,噴淋塔的煙氣入口角度以及多孔合金托盤(pán)的安裝高度對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)分布有一定的影響,安裝托盤(pán)后氣速明顯均勻化,斜切式煙氣進(jìn)口流場(chǎng)分布較直進(jìn)式均勻,還獲得了合適的托盤(pán)安裝高度。

以600mw機(jī)組噴淋塔為研究對(duì)象,利用fluent軟件,對(duì)裝有一定開(kāi)孔率氣流分布板的脫硫噴淋塔進(jìn)行了空塔和噴淋狀態(tài)下熱態(tài)流場(chǎng)數(shù)值模擬。計(jì)算中選用k—ε模型作為計(jì)算模型,并結(jié)合拉格朗日顆粒軌道模型,用simple算法計(jì)算。結(jié)果表明氣流分布板對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)都有一定的影響;引入噴淋液后,由于噴淋液滴對(duì)塔內(nèi)流場(chǎng)強(qiáng)烈的整流作用,內(nèi)部速度明顯趨于均勻化。

通過(guò)國(guó)際流行的商用cfd(computationalfluiddynamics)軟件fluent及其前處理軟件gambit對(duì)濕法脫硫立式噴淋空塔的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬.計(jì)算中選用k-ε模型作為計(jì)算模型,用simple算法進(jìn)行計(jì)算.計(jì)算結(jié)果表明,噴淋塔的煙氣入口角度對(duì)流場(chǎng)內(nèi)煙氣分布具有較大的影響,通過(guò)分析比較找出最佳角度范圍.得到的結(jié)論和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行所出現(xiàn)的問(wèn)題基本吻合,這說(shuō)明應(yīng)用k-ε模型用于脫硫塔流場(chǎng)的計(jì)算,從理論上對(duì)脫硫塔流場(chǎng)做出預(yù)報(bào)是可行的.此結(jié)果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行及噴淋塔的改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)作用.

以fluent軟件為計(jì)算工具,采用euler-lagrange方法模擬噴淋塔內(nèi)部氣液兩相流動(dòng).氣相用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型描述,噴淋液滴用顆粒軌道模型描述.綜合考慮顆粒受力分析、顆粒湍流擴(kuò)散以及氣液兩相耦合3方面影響因素對(duì)顆粒軌道模型進(jìn)行設(shè)置,從液滴粒徑分布、液滴出口速度、噴淋夾角3個(gè)方面對(duì)噴嘴射流源進(jìn)行精確定義.模擬結(jié)果表明:噴淋塔內(nèi)軸向氣速分布均勻;中空錐形的噴嘴設(shè)計(jì)使噴淋液形成傘狀雨簾,有效防止煙氣短流;塔內(nèi)液滴濃度分布存在中間高、邊緣低的問(wèn)題,可通過(guò)改進(jìn)噴嘴布置方案加以改進(jìn);顆粒軌道模型能夠較好地預(yù)測(cè)噴淋塔內(nèi)兩相流動(dòng).

目錄 1處理煙氣量計(jì)算...................................................................................................................3 2煙氣道設(shè)計(jì)...........................................................................................................................3 3吸收塔塔徑設(shè)計(jì)....................................................................................................................3 4吸收塔塔高

采用fluent軟件對(duì)1000mw脫硫噴淋塔的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,考察了在120°雙入口煙道形式下,不同入口角度θ對(duì)其內(nèi)部速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)及壓力場(chǎng)分布的影響。研究發(fā)現(xiàn),入口角度θ為15°時(shí),流場(chǎng)分布較均勻。

基于計(jì)算流體力學(xué)(cfd)技術(shù),采用fluent軟件平臺(tái),針對(duì)典型300mw機(jī)組脫硫系統(tǒng)噴淋塔采用可視化技術(shù)對(duì)噴淋層間距、噴嘴壓降、噴淋角變化時(shí)噴淋層噴淋效果、傳質(zhì)特性和阻力特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明噴淋層間距、噴嘴壓降與噴淋角度變化對(duì)覆蓋效果影響很小,噴淋層間距、噴嘴壓降和噴淋角增大均能增強(qiáng)氣液傳質(zhì),同時(shí)噴淋層阻力也隨之增大。提出典型300mw機(jī)組wfgd漿液噴淋系統(tǒng)噴嘴選擇與布置的推薦值。

以300mw機(jī)組濕法煙氣脫硫噴淋塔為研究對(duì)象,利用計(jì)算流體力學(xué)通用軟件對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行三維數(shù)值模擬.結(jié)果表明,模擬很好地預(yù)測(cè)出so2脫出效果.

在氨法煙氣脫硫噴淋塔的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上對(duì)影響氨法脫硫效率的幾個(gè)主要因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:提高液氣比和漿液ph值、降低煙氣溫度和煙氣空塔氣速均可以提高脫硫效率。在雙膜理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)氨法脫硫過(guò)程中so2傳質(zhì)速率方程和螺旋型噴嘴液滴直徑大小關(guān)聯(lián)式的分析,建立了噴淋塔氨法脫硫的數(shù)學(xué)模型。利用該模型對(duì)影響氨法脫硫效率的幾個(gè)主要因素進(jìn)行計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型計(jì)算值基本吻合。

石灰石/石膏濕法煙氣脫硫噴淋塔中塔壁液膜區(qū)的形成不可避免,因此需要對(duì)其脫硫機(jī)理進(jìn)行研究。將塔壁液膜的流動(dòng)分為層流和波動(dòng)層流2種狀態(tài),并分別考慮在這2種狀態(tài)下液膜對(duì)so2的吸收,建立了塔壁液膜脫硫過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。模型中涵蓋了so2的吸收、石灰石的溶解、亞硫酸根的氧化和石膏的結(jié)晶4個(gè)主要的脫硫反應(yīng)控制步驟,模型計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。

電除塵器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究 王春麗 20064 國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：tm925.3 國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621.9 工學(xué)碩士學(xué)位論文 電除塵器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究 研究生姓名 導(dǎo)師姓名 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 學(xué)科、專業(yè) 所在單位 授予學(xué)位單位 ： ： ： ： ： ： 王春麗 于秉杰副教授 工學(xué)碩士 機(jī)械設(shè)計(jì)及理論 機(jī)械工程學(xué)院 燕山大學(xué) classifiedindex:tm925.3 u.d.c.:621.9 dissertationforthemasterdegreeinengineering numericalsimulationand experimentalstudyon electrostaticprecipitators candidate: supervisor:

電除塵器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究 王春麗 20064 國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：tm925.3 國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621.9 工學(xué)碩士學(xué)位論文 電除塵器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究 研究生姓名 導(dǎo)師姓名 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別 學(xué)科、專業(yè) 所在單位 授予學(xué)位單位 ： ： ： ： ： ： 王春麗 于秉杰副教授 工學(xué)碩士 機(jī)械設(shè)計(jì)及理論 機(jī)械工程學(xué)院 燕山大學(xué) classifiedindex:tm925.3 u.d.c.:621.9 dissertationforthemasterdegreeinengineering numericalsimulationand experimentalstudyon electrostaticprecipitators candidate: supervisor:

本文通過(guò)建立與車(chē)箱體傳熱相耦合的轎車(chē)空調(diào)車(chē)室內(nèi)三維空氣流動(dòng)與傳熱的數(shù)學(xué)模型，研究了汽車(chē)空調(diào)制冷系統(tǒng)和車(chē)室內(nèi)空氣流動(dòng)的耦合特性，對(duì)空調(diào)轎車(chē)降溫特性進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬，建立了環(huán)境模擬試驗(yàn)臺(tái)，驗(yàn)證了理論模型的可靠性．

建立了石灰石/石膏濕法煙氣脫硫噴淋塔實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)驗(yàn)研究了重要的操作參數(shù)對(duì)噴淋塔脫硫效率的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提高液氣比和漿液ph值、降低煙氣溫度和煙氣速度、降低入口煙氣的so2濃度以及強(qiáng)制氧化均可以提高脫硫效率。將噴淋漿液分成噴淋液滴和塔壁液膜兩種存在形式,并分別建模,噴淋液滴的脫硫過(guò)程采用gerbec液滴脫硫模型計(jì)算,將塔壁液膜的流動(dòng)分為層流和波動(dòng)層流兩種狀態(tài),發(fā)展出了新的噴淋塔脫硫反應(yīng)模型。模型計(jì)算結(jié)果表明,相對(duì)于gerbec液滴模型,本文的模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得更好。