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脱硫除尘器内部流场数值模拟研究

金工机械厂发布于2017-04-27   查看次数:次  本文来自:http://www.josephfloyd2.com/hangye/504.html

                                   

  本论文概述了中国目前大气污染的现状及特点,简要介绍了大气污染物的危害,还对国内外工业上应用的主要烟气脱硫工艺和烟气脱硫除尘一体化技术的现状进行了说明。SCX型系列装置为脱硫除尘一体化装置,集脱硫除尘于一体,其结合了旋风除尘和湿式脱硫除尘的优点,为湖南大学的研究成果。
  除此之外,还较详细地介绍了计算流体力学的原理、工作步骤及其在环境保护领域的应用,对FLUENT软件包中各软件的关系也进行了介绍,且重点介绍了Gambit和FLUENT的特点。 本文运用计算流体力学软件FLUENT对SCX型脱硫除尘器进行了数值模拟研究。以气相作为连续相,从雷诺时均N-S方程组出发,选用 k-ε系列湍流模型加以封闭,研究探讨了装置内不同构件对气流组织的影响。模拟结果表明,装置的阻力系数较大;芯管下部的导流板对气流运动及整个装置的压降影响极大,对其进行优化设计可以有效地降低整个装置的压降。
  在单相流模拟的基础上,本论文对SCX型脱硫除尘器内部气固两相流场进行了数值模拟。气相采用Realizable k-ε湍流模型,颗粒相采用离散相模型(DPM),压力-速度耦合算法选择SIMPLE进行计算。分析了塔内z=0截面上气相压力和速度的分布,并对不同粒径颗粒的浓度和运动轨迹进行计算,还在考虑重力和不考虑重力两种情况下分析了颗粒的浓度分布。结果表明:装置内压降最大处为改性文丘里管下部的导流板,其压降超过1000Pa;改性文丘里管内烟气的旋转程度较小,锥体中存在多处不同程度的回流;重力对离散相颗粒浓度的分布影响较小,锥体下部的颗粒浓度非常大,达0.01kg/m3。 采用FLUENT自带的圆锥形实心喷嘴模型创建了液滴喷射源,对气液两相进行了耦合计算。烟气为连续相,液滴作为离散相,在拉格朗日坐标系中对液滴运动轨迹进行描述。
  模拟结果表明:喷淋液降低了芯管内烟气的流速,但并没有改变烟气速度的分布趋势;筒体内改性旋流板除雾器的存在是必要的,当没有除雾器时,装置出口处液滴数量急剧增大。上述模拟结果对设备实际运行有一定的指导作用,并为装置的进一步优化设计提供了依据

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