脱硫吸收塔深度除尘气液固三相模拟研究

脱硫吸收塔内部流场较为复杂,涉及到气液固三相介质流动。采用欧拉（Eluer）多相流模型和DPM（discrete phase model）模型,建立惯性撞击、拦截和热泳捕集作用机制的液滴捕集颗粒物模型;利用CFD数值模拟分析了液滴粒径等6种运行参数对脱硫吸收塔除尘效率的影响规律。结果表明:亚微米级颗粒物的除尘效率较低,全塔对其除尘效率只有10%左右,而微米级颗粒在全塔内的除尘效率在99.98%以上;通过减少液滴粒径,增加烟气流速,适当增加液气比,均能有效提升微米级颗粒的脱除效率,尤其是1.30~2.05 μm之间的颗粒物;而通过调节喷淋参数,对颗粒物除尘效率的提升作用并不大。     

用离散颗粒数值模拟对陶瓷过滤器过滤特性的研究

高温除尘是IGCC和PFBC-CC商业化的关键技术之一。陶瓷过滤器是最具发展潜力的除尘技术之一。该文以探讨高效的过滤途径为目的，通过数值模拟的方法，分析了不同的气流速度和不同的通道形状对陶瓷过滤器除尘效率的影响。模拟中，颗粒场采用离散颗粒运动模型，气相场采用格子Boltzmann方法。研究发现：如果粉尘颗粒偏大(相对于陶瓷过滤器空隙尺寸)，可以通过增加陶瓷过滤器的厚度来提高过滤效率；如果粉尘颗粒很小，必须尽可能的降低气流速度才能达到高的除尘效率；在高气流速度下，增加陶瓷过滤器厚度对提高细小颗粒的过滤效率几乎不起作用。     

湿法脱硫喷淋除尘过程的数值模拟

脱硫塔的协同除尘作用可进一步降低燃煤颗粒物的排放。建立了描述塔内气液固三相运动的数学模型与计算方法,对脱硫塔喷淋浆液的协同除尘过程进行数值模拟。结果表明:颗粒的脱除效率随颗粒粒径增加而升高;亚微米级颗粒主要靠热泳捕集,气液温差大的区域是其主要捕集区域;微米级颗粒主要靠惯性捕集,喷淋层附近单液滴捕集效率最高;入口附近液滴浓度高、气液温差大且原烟气的颗粒物浓度高,是各粒径颗粒被捕集的最主要区域。提高气液两相温差、气液相对速度、塔内液气比可优化脱硫塔的协同除尘性能。     

新型高效除尘技术──湿床颗粒层除尘

新型高效除尘技术──湿床颗粒层除尘颗粒层除尘与袋式除尘类似，都是过滤式除尘，球体或不规则颗粒间的孔隙形成曲折的通道，使粉尘阻留在料展中来实现除尘·颗粒层除尘器应用范围广，运行耗能少，维护费用低而在除尘技术中受到重视；但一般颗粒层除尘器清灰困难，对细微...     

颗粒层过滤除尘和分级过滤特性的数值模拟及实验对比

IGCC和PFBC-CC燃气蒸汽联合循环发电均涉及高温除尘问题。目前尚未取得突破。在高温条件下采用移动颗粒层过滤除尘具有潜在的发展优势，该文针对移动颗粒层过滤除尘机理进行了数值模拟和实验研究，在建立离散颗粒运动数学模型的基础上，模拟计算了粉尘颗粒与过滤层颗粒碰撞次数与系统风速之间的变化关系以及过滤介质颗粒与不同粒径粉尘颗粒间的碰撞机率，用数值模拟的方法探讨了过滤颗粒层对不同粒径粉尘颗粒的选择性，并与实验结果进行了对比，研究发现，随系统风速的变化，粉尘颗粒与过滤层颗粒的碰撞频次与除尘效率之间存在定性的一致，单一粒径颗粒组成的过滤层对不同粒径的粉尘颗粒有显著的选择性。     

温度对移动颗粒层过滤高温除尘性能影响的研究

研究温度对移动颗粒层过滤高温除尘性能的影响规律，首次提出温度与捕集比的理论关系式，并进行了实验验证，得到了移动颗粒层在高温状态下进行过滤除尘的实验结果，为移动 过滤高温除尘工艺的放大和工程化打下了基础。     

过滤除尘器细微通道的微观结构分析及数值模拟方法研究

对移动颗粒层过滤除尘器和陶瓷过滤除尘器的除尘机理及细微通道的微观结构进行了分析,基于过滤除尘器细微通道几何形状的复杂性,采用格子气和格子Boltzmann方法对通道内气固两相流动和细微通道内的气固两相流动进行了模拟。研究结果表明,格子气和格子Blotzmann方法能够很好地用于模拟复杂几何形状细微通道内流体流动特性。     

静电除尘极配方式对烧结机头微细粉尘收集效率的影响分析

为了寻找烧结机头烟气中微细颗粒物超低排放的方法,实验采用圆线、芒刺电晕线和传统、开孔型收尘极板进行组合,构成多种极配结构.通过分析不同极配结构下的收集效率及粉尘粒径分布,研究了影响烧结烟气中微细颗粒物捕集效果的因素.结果表明:粉尘粒径分布、流场结构是影响除尘效果的重要因素;开孔型收尘极板改变了放电空间的气流分布,实现了...     

喷动流化床气固流动特性试验研究

在一喷动流化床冷态试验装置上,采用压力信号与快速摄像图像分析相结合的方法,研究喷动流化床气固流动特性;基于床内压力分布特征,提出将喷动流化床沿床高方向划分为3个流型区域:喷动段、鼓泡段和悬浮段,得出床内气固流动机理;研究并考察了喷动风、流化风速度对床层压降、空隙率、以及床内气、固内循环的影响,认为喷动风速度Us应低于最小喷动速度Ums,适当地增加流化风速度Uf,延长气体在床内的停留时间;增加流化风率有利于加强床内中心射流区和环形区气体的扩散和颗粒混合,提高气、固反应速率;喷动风速度对床内气、固内循环起着关键作用。     

单区静电除尘器捕集烟尘过程的数值模拟

通过得到烟尘的颗粒尺度谱(PSD)演变过程的详细信息来定量描述静电除尘器(ESP)对烟尘的捕集过程,此时需要同时考虑静电力、流体对颗粒的水平输运力和颗粒横向湍流和布朗扩散作用等烟尘捕集机制。发展事件驱动常体积法来求解考虑烟尘捕集的通用动力学方程以得到颗粒尺度谱的演变过程。对于典型的火电厂单区ESP进行的数值模拟结果表明：ESP对直径大于10mm的烟尘具有良好的捕集效果,也能有效脱除直径小于0.02mm 的烟尘,但是对粒径范围在0.02~10mm的烟尘的除尘效率相对较低;这种"U"型分级除尘效率主要是由于颗粒自身惯性力与静电力之间的相互竞争的结果;布朗扩散机制对任何尺度颗粒的捕集效果影响很小;减小气流输运速度和增加电场强度有利于任何粒径的烟尘颗粒的脱除。     

移动颗粒层过滤高温除尘过程结构和参数优化实验研究

高温除尘是ＩＧＣＣ和ＰＦＢＣ－ＣＣ等先进燃煤联合循环技术尚未攻克的难题。在诸多除尘技术中,移动颗粒层过滤除尘技术已被认为是最具发展前途的高温除尘技术之一,介绍首次开发的无筛移动逆流式颗粒层过滤高温除尘实验系统,并进行了高温除尘过程结构和参数优化实验研究,得到了常温和高温下结构因素和运行因素与除尘性能之间的规律,证明了无筛移动颗粒层过滤过程进行高温连续除尘不仅是可行的,而且经过一定的优化后可达到较高     

静电场对移动颗粒层过滤高温除尘效率促进作用的探讨

通过研究尘粒在带电场颗粒中的振汇运动，提出采用尘粒荷电和对颗粒层施加外电场的方法来提高地细微尘粒除尘效率的方法，并从理论上证明了在一定条件下是可行的。这为细微法粒除尘效率提供了一种可选的方案。     

移动床过滤除尘的直接数值模拟研究及实验对比

利用格子气和软球模型建立气固两相流数值模拟计算模型，模拟计算了在同一风速下碰撞次数与粉尘粒径之间的关系，初步研究移动过滤层颗粒对粉尘尺寸的过滤选择性。计算统计的结果与实验结果对比发现，二者存在定性上的一致。计算结果表示在移动床过滤中过滤效率对尘粒粒径具有明显的选择性，而且研究结果还表明格子气自动机模型可用于模拟流体在复杂边界条件下多孔介质细微通道内部的流动。     

新型颗粒层过滤性能的研究

新型颗粒层采用固定床连续过滤、流化床连续清灰工作方式,克服了现有颗粒层过滤过程中存在的颗粒间隙增大、颗粒错位等问题,改善过滤装置的过滤性能。通过实验研究了颗粒层的清灰周期、过滤速度和过滤介质粒径等重要参数对颗粒层过滤分级效率的影响,得出了洁净气流中灰尘粒径分布规律;探讨了新型颗粒层过滤装置的低能耗、高效过滤的设计参数和运行参数。研究结果表明,选择合适粒径范围的过滤介质能达到较高的过滤效率和较低的床层阻力;调节清灰周期能灵活地改变颗粒层的过滤性能,满足各种工艺的过滤要求。     

Dust Deposition in Electrostatically Enhanced Fibrous Filters

A theoretical model to predict the total bed collection efficiency of a fibrous filter across which a strong electric field is applied is proposed. The fluid flow, as well as the electrostatic fields considered in the model, take into account the geometric configuration of the fibers in the filter. To predict filter efficiencies, dust-particle trajectory calculations are carried out to include inertial, interceptional, and electrostatic effects. Both the theoretical and experimental results demonstrate the dramatic increase in filtration efficiency by applying external electric fields to the filter at low Stokes numbers (St < 0.1). Experimental data were obtained by passing through the filter different pollutants such as latex aerosols (1-μm in diameter), DOP smoke, and two different kinds of solid dust generated by a specially constructed disperser. The influence of gas humidity on the separation process in the filter is also studied. The reported experimental data show good agreement with theoretical predictions, demonstrating that the physics governing the process have been properly incorporated into the model.     

湿法烟气脱硫喷淋塔内流场的优化

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-e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。     

文丘里水膜除尘器喉部水雾均匀度对其除尘效率影响的研究

针对文丘里水膜除尘器在工程应用中仍存在水雾均匀度较差、耗水量较大、除尘效果较差和烟气带水严重等问题 ,应用低压旋流雾化水喷嘴实验研究了水雾均匀度对其除尘效率的影响。研究结果表明 :喉部喷嘴布置及运行情况直接影响喉部水雾均匀度和除尘效率 ;采用两两相向的低压旋流雾化水喷嘴组合布置 ,保证喷嘴入口水压力为 0 .2MPa～ 0 .4MPa ,液气比为 0 .1L/m3～ 0 .2L/m3 时 ,喉部水雾均匀度和除尘效率将大大提高。图 8表 1参 6     

床压降对循环床锅炉燃烧特性影响的建模研究

"低床压降"是第二代节能型循环流化床锅炉的核心理念。以75 t/h循环流化床锅炉为研究对象,建立其静态数学模型,模型在"三区环核"的基础上以二次风穿透深度为界进一步将核心区分为贫氧区和富氧区;给出了在给定粒度分布下各区物料浓度随床压降和运行风速两个主导因素变化的函数,该函数由试验数据整理拟合得出。通过数值计算,分析了床压降对贫氧区体积、炉内温度、燃烧效率和燃烧份额分布的影响。模型计算结果与现场收集的数据有较好的吻合,为低床压降循环流化床锅炉的性能预测提供理论支持。     

水煤浆水平管内流动特性数值模拟

基于颗粒动理学理论,采用Eulerian多相流模型对水平管内水煤浆流动进行模拟,并采用RNG k-e湍流模型描述颗粒间具有强烈作用的两相湍流流动。将具有双峰分布特性的煤粉颗粒看作直径不同的 2 种固相,同时考虑固相与液相、固相与固相之间的动量交换。模型的有效性通过与计算相同条件下的压降试验值验证。在此基础上,通过模拟考察入口流速和浓度等因素对浓度分布、速度分布及压降的影响。结果表明：重力因素及不同颗粒相间的相互作用是影响颗粒相管内浓度分布和速度分布的根本原因。