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喷嘴内部流场分布分析可为喷嘴设计提供技术依据,在一定程度上可以提高产品一次性合格率,在充分了解和掌握喷嘴的内部流体形态和运行状态后,如何有效、合理的布置喷嘴,使得喷嘴的作用最大化且不发生SO2逃逸现象是每个设计者需要考虑的问题。借助CFD模拟分析,对喷淋系统进行设计优化和评估以提高吸收塔综合脱硫效率是切实可行的手段之一。
3、喷淋层设计数值模拟与预测
吸收塔喷淋层的设计,应使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液的覆盖率,使吸收浆液与烟气充分接触,以保证在适当的L/G条件下能可靠地实现所要求的脱硫效率,且在吸收塔的内表面不产生结垢[2]。
一个喷淋层由带连接支管的浆液母管和喷嘴组成(见图4)。浆液循环一般采用单元制设计,每个喷淋层配一台吸收塔再循环泵,从而保证吸收塔内所要求的浆液喷淋覆盖率。各层喷嘴在上下空间上应错开布置,应保证浆液重叠覆盖率至少达200-250%,一般以喷嘴顶端下0.9m的锥形喷雾覆盖的面积乘以每层的喷嘴数,应等于能覆盖200-250%的吸收塔横截面的面积。
图4喷淋层布置平面示意图
为保证选择的喷嘴在工作流量条件下能满足对烟气的喷淋效果,每一层喷淋层的所有喷嘴在设计布置时,应进行仔细计算,反复调整,以避免出现喷淋死角。另外,喷嘴的设计还应保证每个圆形区域具有相同的喷雾密度,一般的脱硫系统设计者根据经验或理论公式计算喷嘴布置,这往往会导致实际与计算结果不符,利用CFD可以模拟真实及理想条件的特点,创造性的把CFD与喷淋系统设计布置结合起来是解决脱硫系统综合脱硫效率低的有效手段。
图5吸收塔喷淋系统CFD数值分析
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