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)境形勢的日益嚴峻和環(huán)保要求的進一步提高，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備，其除霧性能好壞決定除霧后煙氣能否達到排放標準。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)展起來的應用在濕法脫硫塔后，在脫除PM2.5、硫酸霧、微細粉塵、汞金屬等方面取得了良好效果的濕式電除（霧）塵器進行了數(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部流場均勻性的流場調節(jié)的常規(guī)方法和新方法。本文的主要研究內容包括以下幾個方面:
　　(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氣液兩相流動建立數(shù)學模型。參考已有實驗研究對本文所建立模型進行驗證。通過模擬計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動軌跡和捕集規(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，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，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，粒徑小于20μm霧滴的去除對氣流均勻性要求較高，氣流擾動增強

4、利于小霧滴的碰撞聚并;流速高于3m·s-1時，氣流擾動增強增加了小霧滴運動的隨機性，不利于小霧滴的碰撞聚并。
　　(2)針對濕式電除塵器在工業(yè)應用中存在流場分布不均導致的除塵、除霧效率降低等問題，本文以某電廠濕式電除塵器改造項目為案例，對濕式電除塵流場進行了數(shù)值模擬計算，將模擬結果與現(xiàn)場實驗測試結果對比，驗證了模擬的準確性。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，利用流場調節(jié)的常規(guī)方法，通過設置導流板，氣

5、流分布板等措施，對入口煙道，進氣喇叭等結構進行改造，使得入口流量分配均勻，電極迎風面流場分布得到改善。分析得出:為使入口流量均勻分配，應綜合采用以下措施:增加入口煙道寬度、在入口煙道轉彎處增設圓弧導流板、在聯(lián)箱內增加斜導流板;圓弧導流板能對煙道內的氣流流動起到良好的組織作用，進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部電場區(qū)的直接沖刷，且增加系統(tǒng)壓降;進氣喇叭內設置角度沿錐度較小一側傾斜的導流斜板，將氣流導向錐度較小一側區(qū)域

6、，可改善由于喇叭原始結構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，其調節(jié)過程需要反復調試，且調節(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節(jié)流場均勻性的新方法，利用橫向和縱向隔板相互交錯在喇叭口內形成梯形導流結構，根據(jù)喇叭出口截面某區(qū)域流量與對應的喇叭入口該區(qū)域面積的關系，能夠分別在兩個方向對喇叭口出口截面流場