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利用FLUENT软件对脱硫塔内流场和温度场模拟分析

2015-12-02 16:19来源:北极星环保网作者:孙庆龙关键词:脱硫喷淋塔FLUENT软件烟气脱硫收藏点赞

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5、结论:

本文通过计算软件及其前处理软件对比计算分析,对实际运行湿法脱硫喷淋塔内的流场、温度场进行了初步的研究。并比较烟气水平和45°入口角度、喷淋塔喷淋层14米和18米不同高度的布置对脱硫效率的影响,通过计算机计算、对比、分析,得出以下结论:

(1)含硫烟气采用45°倾斜角度入口进入脱硫喷淋塔的运行方式,与水平角度入口比较而言,从软件模拟实际运行工况计算,喷淋塔内烟气速度分布较均匀,可在不增加投资和其他参数的前提下,有效提高系统脱硫效率。另外烟气采用45°倾斜角度入口进入喷淋塔内时,脱硫塔入口结垢的程度和烟气贴壁的程度均比采用水平角度入口优化,因此在实际脱硫运行过程中,同等运行工况参数下,脱硫喷淋塔若要提高整个系统脱硫效率,入口烟道必须设计成一定角度的倾斜。

(2)通过对喷淋吸收塔14米和18米不同高度的喷淋层布置产生的矢量图进行分析,18米高位、14米低位布置喷淋层各有优缺点。喷淋层采用18米高位布置,缺点是造成大量烟气的贴壁现象,优点是气液两相的接触时间增加;14米低位布置与之相反,缺点是气液两相接触时间缩短,优点是烟气贴壁量减少,实际喷淋塔,高低搭配布置,可充分发挥其各自优点。

(3)设计过程中,在塔内不同层面布置设计喷嘴位置和数量时,液膜覆盖的密实度为设计第一要素,否则会在吸收塔内喷淋过程中造成烟气部分逃逸,同时烟气逃逸过程中会使喷淋塔内部温度失衡,局部温度突然升高,阻碍反应向正方向进行,从而降低整体脱硫系统运行效率。

通过分析表明,将颗粒轨道和k-e两种模型成功运用于喷淋塔内温度场、流场计算,基本可以对喷淋吸收塔工况做出简单的预测分析,根据预测分析结果能够对设计以及现场运行作出验证和指导,本论文采用数值计算的方法在定性方面也是正确的。

由于外部试验条件的局限性,本论文在计算和编写的过程中对脱硫喷淋塔自身本体设计适当进行简化,认为内部空间大部分平滑、圆整,外部设计也省略大部分喷淋塔枝、干管(例如喷淋吸收液进管等),这也就导致省略掉枝、干管对吸收塔内流场产生影响,这势必造成本论文的模拟计算过程中和最后计算结果与喷淋塔实际运行状况存在差异,但这部分差异对整个脱硫系统来说是固定的,而且对不同进口角度和喷淋层布设位置影响差异不大,可以认为对系统脱硫效率的影响同参数的变化来讲是等同的。同时喷淋吸收塔内存在的复杂放热等化学反应会对温度场在数值模拟计算过程中的变化产生一定影响。

(供稿单位:山东神华山大能源环境有限公司)

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