活性炭吸附箱的CFD數(shù)值分析

 

 

活性炭吸附箱是濕法煙氣脫硫工程中常用的設(shè)備。因此，噴霧塔已成為***型火力發(fā)電廠濕法石灰石煙氣脫硫過程中的主導(dǎo)塔。實(shí)際運(yùn)行表明，塔內(nèi)復(fù)雜的流場是影響濕法煙氣脫硫效率的關(guān)鍵因素。對于噴霧塔反應(yīng)器而言，僅通過試驗(yàn)難以揭示塔內(nèi)的流動(dòng)情況，因此數(shù)值模擬對于理解噴霧塔煙氣的流動(dòng)規(guī)律和設(shè)計(jì)具有重要意義。

 

 

活性炭吸附箱的氣液分布嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率的主要影響因素包括脫硫塔的氣液分布煙進(jìn)口模式,表面的傾角、分布和噴嘴噴霧裝置的***點(diǎn)(輻射半徑等)。

 

活性炭吸附箱脫硫過程中煙氣和漿液的吸收過程是典型的氣液兩相流動(dòng)過程。歐拉-歐拉法和歐拉拉格朗日法是兩種經(jīng)典的兩相流理論。歐拉——盡管激光粒子軌跡的方法模型(DPM)是一個(gè)著名的顆粒流體兩相模型,這是一個(gè)著名的顆粒流體兩相模型,它使用氣體湍流連續(xù)相由歐拉方程描述,盡管激光粒子跟蹤方程是用來描述一個(gè)離散的階段,粒子跟蹤描述離散相模型方程,和模型比其他兩相流模型是:它模擬了拉格朗日坐標(biāo)系下粒子間的碰撞過程。

 

 

將離散相分解為粒子，將描述運(yùn)動(dòng)的方程分為兩部分，即粒子間碰撞的力方程和流體對每個(gè)粒子的力方程。少用顆粒軌道模型,需要做假設(shè),一個(gè)離散相粒子根據(jù)其物理性能也直接,因此,方程形式是相對簡單的微分方程,模擬復(fù)雜的經(jīng)歷(如粒子凝固,粉碎,如粒子凝固和破碎)粒子蒸發(fā)階段,粒子擺動(dòng)階段的蒸發(fā),揮舞著頭發(fā),燃燒和其他異構(gòu)反應(yīng)條件可以方便和簡單,并避免了離散相的數(shù)值擴(kuò)散，但模型方程與離散相粒子是一一對應(yīng)的，因此計(jì)算量非常***，計(jì)算過程非常復(fù)雜。現(xiàn)在，由于粒子軌道模型已被Fluent所融合，其應(yīng)用正變得越來越廣泛。

 

 

 

FLUENT計(jì)算的基本假設(shè):

 

 

 

1. 一般情況下，進(jìn)入噴淋塔的煙氣經(jīng)集塵器處理，視為無粉塵的潔凈煙氣;同時(shí)，假定煙氣是一種不可壓縮的牛頓流體。

 

 

 

2. 煙氣流動(dòng)是三維穩(wěn)定的，湍流是各向同性的;

 

 

 

3.假設(shè)灌漿液滴為球形;

 

 

 

4. 吸收塔壁面為***熱;

 

 

 

5. 氣體與吸收液的反應(yīng)過程在料漿池上方區(qū)域基本完成，因此將表面設(shè)置為靜態(tài)，料漿池不包含在計(jì)算范圍內(nèi);

 

6. 將噴霧塔模擬區(qū)域設(shè)置為除霧器下端漿液池水平以上，設(shè)置漿液

 

為反射面，除霧器出口為等壓面;同時(shí)，忽略了噴嘴、噴霧層等部件對氣液兩相流場的影響。

 

 

 

計(jì)算步驟

 

 

 

1. 計(jì)算模型

 

建立DPM模型。

 

設(shè)置的參數(shù)和數(shù)量噴嘴噴射,噴嘴的位置是由三維直角坐標(biāo)的設(shè)計(jì)圖紙,和噴嘴的***點(diǎn)表現(xiàn)為一系列的***征參數(shù),如液體滴出口速度、噴射角和液滴***小分布。

 

采用Rosin-Rammler模型研究了離散相滴的粒徑分布。

 

 

 

2. 邊界條件

 

設(shè)置質(zhì)量流量入口和壓力出口的流量值、壓力值和溫度。邊界條件的設(shè)置與一般模擬沒有什么不同。

 

3.解決的策略

 

***先，不考慮離散項(xiàng)的計(jì)算，只計(jì)算瞬態(tài)流場。收斂后，加入離散模型得到***終結(jié)果。

 

 

 

4. 后處理