濕法煙氣脫硫除霧效率和流場優(yōu)化的數(shù)值模擬研究.pdf

1、環(huán)境形勢的日益嚴(yán)峻和環(huán)保要求的進(jìn)一步提高，使粉塵、酸霧等大氣污染物的治理日益受到人們的重視。除霧器作為燃煤電廠煙氣除霧的主要設(shè)備，其除霧性能好壞決定除霧后煙氣能否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。為了研究提高除塵、除霧效率的有效方法，本文對燃煤電廠濕法脫硫系統(tǒng)中廣泛使用的折流板除霧器和近年發(fā)展起來的應(yīng)用在濕法脫硫塔后，在脫除PM2.5、硫酸霧、微細(xì)粉塵、汞金屬等方面取得了良好效果的濕式電除（霧）塵器進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。分析了不同參數(shù)對折流板除霧器除霧效率的

2、影響;研究了提高濕式電除塵器內(nèi)部流場均勻性的流場調(diào)節(jié)的常規(guī)方法和新方法。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)針對目前燃煤電廠濕法脫硫系統(tǒng)中廣泛使用的折流板除霧器，本文利用歐拉—格朗日法對濕法脫硫折流板除霧器內(nèi)氣液兩相流動(dòng)建立數(shù)學(xué)模型。參考已有實(shí)驗(yàn)研究對本文所建立模型進(jìn)行驗(yàn)證。通過模擬計(jì)算得到除霧器葉片間距、板型、流速對不同粒徑霧滴的分級除霧效率和總除霧效率的影響，得到不同粒徑霧滴的運(yùn)動(dòng)軌跡和捕集規(guī)律:流速在2-7 m·

3、s-1，板間距在20，26，38mm范圍的梯形和三角形葉片除霧器，粒徑小于16μm的霧滴去除效率隨流速增加呈現(xiàn)不規(guī)律的波動(dòng)，隨著板間距的增加而下降的趨勢不明顯，幾乎不受葉片形狀變化的影響;粒徑大于16μm的霧滴去除效率隨流速增加而增大，隨著板間距增加顯著下降;在板間距為38mm時(shí)，梯形板除霧效率大于三角形板，在板間距較小的情況下，兩種板型的性能相差不大;流速小于3m·s-1時(shí)，粒徑小于20μm霧滴的去除對氣流均勻性要求較高，氣流擾動(dòng)增強(qiáng)

4、利于小霧滴的碰撞聚并;流速高于3m·s-1時(shí)，氣流擾動(dòng)增強(qiáng)增加了小霧滴運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性，不利于小霧滴的碰撞聚并。
　　(2)針對濕式電除塵器在工業(yè)應(yīng)用中存在流場分布不均導(dǎo)致的除塵、除霧效率降低等問題，本文以某電廠濕式電除塵器改造項(xiàng)目為案例，對濕式電除塵流場進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，將模擬結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果對比，驗(yàn)證了模擬的準(zhǔn)確性。通過流場分析得到除塵器入口流量分配不均和電場區(qū)流場分布不均的原因，利用流場調(diào)節(jié)的常規(guī)方法，通過設(shè)置導(dǎo)流板，氣

5、流分布板等措施，對入口煙道，進(jìn)氣喇叭等結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，使得入口流量分配均勻，電極迎風(fēng)面流場分布得到改善。分析得出:為使入口流量均勻分配，應(yīng)綜合采用以下措施:增加入口煙道寬度、在入口煙道轉(zhuǎn)彎處增設(shè)圓弧導(dǎo)流板、在聯(lián)箱內(nèi)增加斜導(dǎo)流板;圓弧導(dǎo)流板能對煙道內(nèi)的氣流流動(dòng)起到良好的組織作用，進(jìn)氣喇叭的錐度不能過小，否則會引起氣流對濕式電除塵器內(nèi)部電場區(qū)的直接沖刷，且增加系統(tǒng)壓降;進(jìn)氣喇叭內(nèi)設(shè)置角度沿錐度較小一側(cè)傾斜的導(dǎo)流斜板，將氣流導(dǎo)向錐度較小一側(cè)區(qū)域

6、，可改善由于喇叭原始結(jié)構(gòu)的缺陷造成的喇叭出口流場分布不均的問題;常規(guī)的流場調(diào)節(jié)方法雖然能在一定程度上改善氣流分布，降低流速峰值，其調(diào)節(jié)過程需要反復(fù)調(diào)試，且調(diào)節(jié)后的流場仍然無法滿足一些濕式電除塵器對流場均勻性的高要求。
　　(3)基于數(shù)值模擬方法研究探討了一種調(diào)節(jié)流場均勻性的新方法，利用橫向和縱向隔板相互交錯(cuò)在喇叭口內(nèi)形成梯形導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，根據(jù)喇叭出口截面某區(qū)域流量與對應(yīng)的喇叭入口該區(qū)域面積的關(guān)系，能夠分別在兩個(gè)方向?qū)瓤诔隹诮孛媪鲌?/p>