湿法脱硫喷淋塔流场均匀性数值模拟研究

采用数值模拟方法,对脱硫喷淋塔内流场均匀性问题进行了数值模拟研究。为改善烟气在塔内的流动状况,分别对不同液气比和不同喷淋层布置情况下的烟气流场进行模拟分析。结果表明,喷淋浆液对烟气流场具有整合作用,通过采取喷淋层的双层布置以及选择合适的液气比,可以显著提高塔内流场的均匀性,有效避免烟气沿塔壁逃逸的现象,并改善塔内的温度分布,提高塔内空间的利用率,进而达到较为理想的脱硫效果。     

装有旋流板的脱硫喷淋塔流场数值模拟研究

湿法脱硫喷淋塔内流场的分布对脱硫效果有着较大的影响,为解决脱硫塔内流场不均匀性问题,提出一种在脱硫塔内加装旋流板的方法,采用Realizable k-ε模型、DPM模型进行数值模拟,比较分析内部无旋流板结构的喷淋塔以及塔内分别加装1~3层扰流板且喷淋层采用高位布置的情况。结果表明,无旋流板时,喷淋塔内烟气分布不均匀;加装旋流板后,喷淋塔内烟气流场改善效果明显:塔内横截面烟气速度标准差值从2.375最低可降到1.056。综合分析脱硫场内流场、温度场和压力场,发现加装2层旋流板后塔内流场及温度场分布较为理想,有助于提高脱硫效率。     

湿法烟气脱硫喷淋塔的实验与反应模型研究

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。     

装有多孔板的脱硫喷淋塔流场数值模拟研究

以600 MW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.     

湿式烟气脱硫喷淋塔内部流场实验研究

针对680 MW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...     

湿法烟气脱硫筛板式喷淋塔阻力特性的试验研究

采用水-空气作为介质对湿法烟气脱硫(WFGD)筛板式喷淋塔阻力特性进行了试验研究,分析了筛板孔径、开孔率、厚度、安装位置以及液相喷淋量等因素对筛板喷淋塔内阻力特性的影响.结果表明:在WFGD系统筛板式喷淋塔中必须保证足够大的孔径与塔径比,以适合高速烟气条件;在烟气流速较低条件下,筛板孔径越小,压降越大,而烟气流速较高时则相反;筛板厚度对于压降影响较小;提高开孔率和筛板安装高度以及减少喷淋量均能降低塔内阻力.     

流化床烟气脱硫反应器内气固流场数值模拟与分析

为了更好地了解烟气脱硫塔内气固流场的分布规律,以Fluent软件为计算平台,采用双流体模型对脱硫塔内气固流动进行数值模拟研究,得到了塔体内气体和颗粒相的速度以及浓度场分布。研究发现在喉口区域形成低速流动区,且沿塔体高度低速流动区逐渐减小。与单侧进气方式相比,采用双侧进口布置,可以减轻气流对低速流动区域的影响,改善塔体内气固两相流场分布。     

燃煤电厂脱硫提效应用研究

在脱硫工程喷淋塔中,由于喷淋层周边与中心区域喷淋液分布密度存在明显偏差,使塔内烟气容易从吸收塔周边区域逃离,从而降低了吸收塔的脱硫效率.为解决这一问题,开发了一种吸收塔增效装置.该装置可以有效弥补脱硫吸收塔内喷淋层布置缺陷,改善塔内烟气分布和气液传质效果,从而提升吸收塔的烟气脱硫效率.针对某一脱硫增效改造工程应用,分析了增效装置在提高SO2脱除率、降低脱硫电耗方面的效果.结果表明,该吸收塔增效装置具有明显的节能减排作用,且安装方便、投资低、运行费用低,对不同大小的吸收塔的适应性强,适合于老机组的吸收塔增效改造.     

烟气脱硫塔内气固流动耦合特性探讨

采用直接模拟蒙特卡诺法(DSMC)与欧拉法相结合的数值计算方法,对烟气脱硫塔内两相湍流中固相颗粒质量承载率对气相场的影响进行了研究.在塔内颗粒 Stokes 数保持在 1～100 范围内时,通过逐渐增加颗粒质量承载率,对塔内气固流动耦合特性进行了分析,获得了不同颗粒质量承载率下塔内气固流动特征、颗粒浓度沿轴向分布、气相轴向速度沿径向分布以及床层压降曲线.结果表明,在颗粒质量承载率不大于O.031时,颗粒流动追随性较好,呈气力输送流态,此时颗粒运动对连续相场的影响极小,可以忽略不计;当颗粒质量承载率大于0.031后,床内气固流动耦合作用加强,离散颗粒的运动对气相场影响明显,气、固两相流动特性相互依赖,呈现出明显的非稳态、非均匀性;在颗粒质量承载率较大时,床层压降与离散颗粒场分布密切关联.     

大型燃煤电站锅炉脱硫塔脱硫效率的数值模拟

利用双膜理论建立了脱硫过程的理论模型,以国内某百万千瓦级火电机组烟气脱硫系统的脱硫塔为例进行了数值计算,分析了浆液pH值、入口SO2质量浓度、液气比、锅炉负荷、浆液液滴粒径、喷淋层投运方式及吸收塔塔径等参数对脱硫效率的影响,并与工程实际数据进行了比较.结果表明:数值计算结果与生产现场运行数据比较吻合;各喷淋层的脱硫能力不一样,第3喷淋层的脱硫能力最强,第2喷淋层和第1喷淋层的脱硫能力次之;脱硫效率随浆液pH值和液气比的增大而提高,随入口SO2质量浓度、锅炉负荷和浆液液滴粒径的增加而逐渐降低.     

基于主成分分析法的筛板式喷淋塔阻力特性影响因素研究

喷淋塔是石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置的主要设备之一,对喷淋塔内部结构的优化研究一直是研究者们感兴趣的课题。为了探索筛板式喷淋塔内部的气液两相接触状态,采用空气-水作为介质,对孔径为6～30mm,开孔率为16%～48%的筛板进行了气液两相流动特性测试实验。利用SPSS软件,通过主成分分析法对筛板式喷淋塔的脱硫特性进行研究。主要针对筛板式喷淋塔的烟气流速、喷淋量、筛板孔径、开孔率等对阻力特性的影响进行研究。依据主成分分析法得出烟气流速、喷淋量和筛板孔径是影响筛板式喷淋塔阻力特性的最主要因素。     

入口角度对氨法烟气脱硫塔内气液流场影响的数值模拟

利用CFD方法进行了烟气入口角度对双循环脱硫单塔内气液流场影响的数值模拟,分别用标准k-ε模型和DPM模型对其进行了求解,并在气液离散相的求解中运用了非定常二阶隐式时间推进法,分别选取不同的烟气入口角度（6°、9°、12°和15°）进行了比较和分析.结果表明：考虑到能量损失和气液混合程度,烟气入口角度为9°和12°较合适;当烟气入口角度为12°和15°时,烟气分布较均匀,有利于气液两相混合和脱硫塔内空间的充分利用;综合考虑烟气流场的均匀性、塔内阻力、气液混合程度以及液膜覆盖范围等因素,12°是脱硫塔最佳烟气入口角度.     

湿法烟气脱硫喷淋塔不同喷嘴布置雾化性能比较试验

喷淋塔是湿法烟气脱硫工艺中应用最广泛的塔型,雾化系统是喷淋塔的关键技术,影响脱硫传质过程.为了较为全面地研究喷淋塔雾化性能,建立了试验台,以压力作为间接指标,采用湿法脱硫中常用的旋流喷嘴和螺旋喷嘴,对单层/双层旋流喷嘴布置、单层/双层螺旋喷嘴布置、旋流喷嘴和螺旋喷嘴组合布置的喷淋塔雾化性能进行了比较.试验表明,雾化系统对塔内气流分布的作用不甚明显,相比之下,上旋流下螺旋的组合布置方式既可满足工艺气液比的要求,断面上雾化粒径分布的均匀性及雾滴在喷淋段分散的均匀性又较好,可作为塔内雾化系统优选布置方式.     

液幕式双流程烟气脱硫塔内气液流动与脱硫传质性能的研究

对液幕式双流程脱硫塔的气液流动性能以及脱硫传质特性进行相关的实验研究.通过实验测试,提出烟气流量、浆液循环量、液气比值等主要参数对液幕式脱硫塔内的气液流动特性和脱硫效率性能的影响.实验发现,随着液气比增加,射流高度和气液两相流阻力系数相应增加;气相雷诺数增加时,射流高度相应增加而气液两相流阻力系数相应减小.浆液循环量和...     

O_2/CO_2气氛下鼓泡流化床多粒径煤与生物质混燃模拟

针对6,kW·h鼓泡流化床燃烧室,建立了流化床内煤与生物质混燃燃烧综合计算模型.模型中主要应用基于双欧拉方法的多组分KTGF子模型描述炉内颗粒流动状态,将煤与生物质分为粒径、密度及拟温参量不同的两相进行模拟计算,详细分析了流化床内流场、温度场和燃烧特性.结果表明,流动过程中炉内煤颗粒与生物质颗粒发生轻微分离;生物质颗粒在密相区上部分布较多,煤颗粒在密相区下部分布较多;生物质颗粒在近壁面处分布多于煤颗粒;煤与生物质混燃工况炉内的温度略高于单燃煤工况;炉内温度场及炉膛出口烟气浓度数值模拟结果与实验值吻合较好.     

正压水煤气立式余热锅炉气固两相流动特性研究

为研究正压水煤气余热锅炉气固两相流动规律,针对正压水煤气立式余热锅炉,采用数值模拟方法分析炉内流动特性.采用RNGk-ε湍流模型和拉格朗日随机轨道模型数值研究正压水煤气立式余热锅炉气固两相流动特性.对炉内速度分布特性、温度分布特性、压力分布特性、颗粒相磨损特性进行研究.结果 表明:入口拐角处形成低速涡流区;烟气流经中部膨胀节后流通截面减小,烟气流速增大,强化换热效果,同时吹扫烟尘,防止下部受热面积灰;烟气流速随入口烟温上升而增大,余热利用率随入口烟温上升呈现出先增大后减小趋势,受热面磨损率随入口烟温上升呈现出先减小后增大趋势,最佳入口烟温为1223 K.     

自然通风湿式冷却塔加装挡风板优化设计

以湿冷机组自然通风冷却塔相关理论为基础,借助于CFD模拟软件,建立了火电机组湿式冷却塔的传热传质模型,主要的换热区域如填料、雨区和喷淋区采用离散相模型。由于冬季气温较低和塔内的换热不均,在冷却塔的填料下面、进风口处、基环面容易结冰,提出了在进风口处加装挡风板的方案,数值模拟分析结果显示,该方案改善了塔内温度场,有效的防止了塔内结冰。     

降膜直接接触余热回收性能研究

提出一种降膜直接接触式烟气余热回收方案。在喷淋区布置多块竖直降膜板,低温喷淋水在上方喷下来,在降膜板上形成液膜,在重力的作用下向下流动。饱和湿空气向上流动,与液膜直接接触,实现热质交换。采用数值模拟的方法研究喷淋水的流量、湿空气的流速、湿空气的温度和降膜板的高度等对余热回收效果的影响。结果表明:增加喷淋水流量和降膜板高度或降低湿空气流速和进口温度有利于提高换热效率和冷凝率。搭建了降膜直接接触余热回收实验台,并与空喷淋塔进行了比较。在实验范围内,与空喷淋塔相比,降膜直接接触余热回收使换热效率提高20. 0%～23. 2%,模拟与实验数据的最大误差为3. 1%,证明模拟结果可靠。     

湿法脱硫塔入口烟道流场的优化分析

针对某300 MW机组湿法脱硫塔入口存在的结垢现象,采用计算流体力学理论和FLUENT软件,对其进行了流场数值模拟.塔内烟气湍流采用雷诺时均的纳维-斯托克斯方程描述,液滴运动由拉格朗日离散相模型描述.通过对不同布置的导流板结构分析表明,在烟道内合理布置导流板,可以有效改善吸收塔入口烟道及塔内的流场分布,从而得到比较理想...     

旋流板结构对喷淋塔流场影响研究

基于Fluent软件对比分析了喷淋塔内两层旋流板布置时,旋流板内外层叶片数量分别为12、18、24时喷淋塔内部流场的分布情况。结果表明,喷淋塔内烟气流场分布状况基本趋势相同,但也存在一定的差异。通过对比喷淋塔内速度场、中心截面的烟气流动状况、主要吸收区域三个水平截面速度平均值和标准差,综合考虑速度场和温度场分布状况以及喷淋塔进出口压降,对于所研究的喷淋塔塔型,确定了内外层叶片数为18较为合适。