湿法烟气脱硫系统除雾器流场仿真及优化设计

发布时间：2017-09-22 00:35

  本文关键词：湿法烟气脱硫系统除雾器流场仿真及优化设计

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【摘要】：湿法烟气脱硫技术是燃煤电厂使用最普遍的污染气体控制技术之一,但脱硫后的烟气中仍然夹带大量的浆体液滴,若不处理会造成后续的设备烟气换热器的腐蚀,以及含有SO3的气溶胶等排放到空气中造成环境污染。因此,湿法烟气脱硫系统需要进行除雾。除雾器的两个主要性能指标为除雾效率和系统压降,除雾效率表示除雾器的出口烟气含水量的多少。系统压降是指除雾器进出口压降,压降的高低表示系统需要补充能量的多少,压降越高能耗就越大。本文基于某电厂脱硫改造后的相关数据,采用相关CFD软件对波纹板、带倒钩波纹板和带圆管波纹板三种板型的除雾器进行数值模拟,计算出不同工况下的除雾效率和系统压降,并分析了各工况对除雾效率和系统压降的影响及其原因。最后提出一种优化的新型除雾器。模拟结果表明,影响除雾器的系统压降的主要因素是进气速度、板间距以及板型。压降随进气速度增大而增大;随板间距增大而减小;三种不同板型中,波纹板压降最小,带圆管波纹板次之,带倒钩波纹板压降最大。影响除雾器的除雾效率主要因素是液滴直径、进气速度、板间距以及板型。除雾效率随液滴直径增大而增大;随进气速度增大而增大;随板间距增大而减小;三种不同板型中,波纹板除雾效率最低,带圆管波纹板次之,带倒钩波纹板除雾效率最高。此外,本文设计出一种带有圆管和较小倒钩和的除雾器。可保证对大部分液滴的除雾效率均在90%以上,部分液滴的除雾效率达到100%,且压降不会达到100Pa,满足设计的要求。该研究为除雾器的优化设计提供参考依据,具有一定的指导意义。
【关键词】：湿法烟气脱硫 除雾器 除雾效率 流场仿真 优化设计
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 燃煤电厂污染物控制技术10-13
• 1.1.2 常见气液分离技术原理13
• 1.2 脱硫塔除雾器研究现状13-15
• 1.2.1 国内对脱硫塔除雾器的研究13-14
• 1.2.2 国外对脱硫塔除雾器的研究14-15
• 1.3 本文的研究目标及内容15
• 1.3.1 研究目标15
• 1.3.2 研究内容15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 常见除雾器介绍及除雾器主要参数16-23
• 2.1 除雾器的组成16
• 2.1.1 除雾器本体16
• 2.1.2 除雾器冲洗系统16
• 2.2 除雾器的类型16-20
• 2.2.1 折流板除雾器17-18
• 2.2.2 旋流板除雾器18
• 2.2.3 丝网除雾器18-19
• 2.2.4 纤维除雾器19-20
• 2.2.5 静电除雾器20
• 2.3 除雾器的主要参数20-22
• 2.3.1 主要性能参数20-21
• 2.3.2 主要设计参数21-22
• 2.3.3 主要特性参数22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 数值模拟综述及除雾器流场模拟过程23-36
• 3.1 气相流场模型23-25
• 3.1.1 基本守恒方程23-24
• 3.1.2 湍流流动模型24-25
• 3.2 液相流场模型25-27
• 3.2.1 两相流动模型25-26
• 3.2.2 离散相模型（DPM）26-27
• 3.3 CFD软件概述27-29
• 3.3.1 前处理器GAMBIT27-28
• 3.3.2 求解器FLUENT28-29
• 3.4 除雾器流场的模拟过程29-35
• 3.4.1 模型简化29
• 3.4.2 网格划分29-34
• 3.4.3 计算模型34
• 3.4.4 边界条件与计算参数34
• 3.4.5 计算工况34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 除雾器通道流场仿真模拟结果及分析36-50
• 4.1 除雾器系统压降的模拟分析36-41
• 4.1.1 除雾器流场速度与压力分布36-37
• 4.1.2 进气速度对压降的影响37-38
• 4.1.3 板间距对压降的影响38-39
• 4.1.4 板型对压降的影响39-41
• 4.2 除雾效率的模拟分析41-49
• 4.2.1 液滴直径对除雾效率的影响42-44
• 4.2.2 进气速度对除雾效率的影响44-46
• 4.2.3 板间距对除雾效率的影响46-47
• 4.2.4 板型对除雾效率的影响47-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 数值模拟结果验证及除雾器优化设计50-57
• 5.1 数值模拟结果实验验证50-53
• 5.2 除雾器优化设计53-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 结论与展望57-58
• 6.1 结论57
• 6.2 展望57-58
• 参考文献58-62
• 附录 除雾器压降和除雾效率数值模拟数据汇总62-67
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68-69
• Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见69

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本文编号：897802