湿法烟气脱硫塔内折形板除雾器优化的数值模拟

本文考察了无构件折形板除雾器对粒径dp为10μm、12.5μm、15μm、17.5μm、20μm、22.5μm、25μm、30μm共8种粒径液滴的捕集性能，以初始粒径dp=15μm液滴运动轨迹为例，选取500个液滴考察离散项的分布特性(见图5)。

当气速由3m/s增加至6m/s时，液滴在通道内的整体分布更为集中，分布范围略有减小，但是液滴运动轨迹并未发生明显变化，在不同入口气速条件下，液滴对气流均表现出较好的跟随性，其运动轨迹与主流近乎重合。

在液滴分布的局部特性方面，随气流运动的液滴与叶片B段与D段发生接触，且液滴集中分布在叶片附近;而在C段与E段仅有少数液滴因惯性离心力作用从气流中分离并与叶片碰撞，多数液滴则集中于除雾器通道中间处。

理论上，液滴惯性力随着气速升高呈现增大的趋势，这样可以增加液滴与叶片的碰撞几率从而提高除雾效率，但液滴分布显示仍有较多液滴从出口处逃逸，由式(11)计算得到入口为气速为3～6m/s时无构件除雾器对dp=15μm液滴的捕集效率均低于40%。

此外，二次夹带易发生于叶片折角处[21]，对于本文模拟对象，多数液滴在D段被捕集并形成液膜，当有高速气流通过D、E段连接处折角时，气流对液膜的撕裂作用可能产生二次夹带，同时折角与出口间距离较短，没有足够长的叶片捕集气流夹带的液滴。

针对无构件除雾器对小粒径液滴分离效果较差的问题及可能出现的二次夹带问题，本文通过在叶片上加装构件(见图2)对折板除雾器通道内流场优化，旨在提高其除雾效率，同时其凸起结构使得流场内无流动死区，便于除雾器冲洗，降低结垢风险。

其中，构件I位于B段末端与C段的连接处，用于增强液滴的惯性力作用，从而提高C段捕集能力;构件Ⅱ位于D段，距离E段10～20mm，一方面其作用同构件I用于增大气流的偏转程度来提高液滴与E段的碰撞几率;另一方面，将构件Ⅱ与折角的位置设置一定间隔可避免折角处出现高速气流，降低二次夹带的可能性，也可在气流经D段偏转后使叶片有足够的长度用于捕集分离的液滴。

2.2构件高度对除雾器性能的影响

图6与图7分别为不同构件高度H时除雾器通道内气相速度云图与流动转折处局部放大图。

与无构件除雾器流场对比可知，优化构件可通过对气流施加扰动增强气流的偏转，同时气流偏折程度的变化使回流区的范围扩大，并且随着构件高度H增大，这一现象更为明显(图7);加装构件使转折后主流的流速升高，例如在气速vin=6m/s条件下，当H由3mm增至5mm时，通道内最高流速由13m/s提高至16m/s，这是由于回流区范围增大，主流因有效流通面积变小而流速升高。

此外，通过对比vin=3m/s与vin=6m/s时气相流动特性可知，在构件几何结构不变时，入口气速提高只对通道内气流的流速大小产生影响，而74气流的偏转及回流区范围未发生明显变化，这一特性与无构件除雾器相似。

图8给出了构件高度H对粒径15μm液滴运动的影响，其中在每个通道内选取500个液滴作为分析对象。

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