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文檔簡介
1、在燃煤電廠中得到廣泛使用的濕法脫硫技術(shù),會增加電廠煙氣中的霧滴含量,而這會最終導(dǎo)致燃煤電廠排放的PM25增多,以及“石膏雨”現(xiàn)象。為了解決這個問題,燃煤電廠中都裝有除霧器,通過除霧器來減少煙氣中霧滴含量。目前廣泛使用的折流板除霧器對大粒徑霧滴具有良好的脫除效果,但對于小粒徑霧滴的脫除效果比較差。為了解決這個問題,本文嘗試提出一種新型渦流除霧器,通過渦來增加除霧器對小粒徑霧滴的脫除效果。首先通過數(shù)值模擬的方法對渦流除霧器和折流板除霧器進行
2、了研究,并進行了對比。為了驗證數(shù)值模擬的準確性,搭建了實驗平臺,進行了實驗。最后本文通過數(shù)值模擬研究了板間距、擋板長度、擋板夾角和缺口長度對渦流除霧器性能的影響。本文主要研究內(nèi)容如下:
(1)本文主要采用數(shù)值模擬方法對渦流除霧器進行了研究。對氣相場和霧滴分別采用歐拉方法和拉格朗日進行研究。通過編程來模擬除霧器內(nèi)霧滴的運動,并且在模擬霧滴運動時,考慮霧滴間的碰撞。采用直接模擬模特卡羅法,根據(jù)概率來確定霧滴間是否發(fā)生碰撞,若兩個霧
3、滴發(fā)生碰撞,則采用硬球模型,不考慮碰撞過程。碰撞后,兩個霧滴合并為一個霧滴。在模擬過程中,不考慮二次夾帶,假設(shè)溫度不發(fā)生變化。
(2)為了驗證數(shù)值模擬的準確性,本文搭建了實驗平臺。通過實驗測量了渦流除霧器和折流板除霧器的總除霧效率和分級除霧效率,并與模擬結(jié)果進行了對比。由實驗結(jié)果可知,對于渦流除霧器,總除霧效率的數(shù)值模擬結(jié)果比實驗結(jié)果要大,差值為3-4.8%,而對于折流板除霧器,差值最大為2.8%。整體來看,折流板除霧器的數(shù)值
4、模擬結(jié)果比渦流除霧器的數(shù)值模擬結(jié)果更符合實驗結(jié)果。當氣速為3m/s和4m/s時,實驗得到的渦流除霧器分級除霧效率也要比模擬結(jié)果要低。整體來看,實驗結(jié)果與模擬結(jié)果能較好的吻合,驗證了模型的準確性。
(3)通過數(shù)值模擬對渦流除霧器進行了研究。由速度云圖和流線圖可以發(fā)現(xiàn),在擋板后面,都會存在渦,而且渦流除霧器內(nèi)部的流場很復(fù)雜。由渦流除霧器內(nèi)的霧滴分布圖可知,當氣速為5m/s時,大部分的霧滴會在除霧器前半段被脫除,只有少量最后能逃逸。
5、為了對比,也對折流板除霧器進行了研究。由模擬結(jié)果可知,渦流除霧器的總除霧效率和壓降都大于折流板除霧器。將渦流除霧器和折流板除霧器的模擬結(jié)果對比,可以發(fā)現(xiàn)渦流除霧器對于小粒徑霧滴的脫除效果要優(yōu)于折流板除霧器對小粒徑霧滴的脫除效果,如對于10μm霧滴,渦流除霧器的效率比折流板除霧器高17.8-28.2%。
(4)通過數(shù)值模擬研究了板間距、擋板長度、擋板夾角和缺口長度等結(jié)構(gòu)因素對渦流除霧器性能的影響。當板間距從35mm降低到25mm
6、時,渦流除霧器的總除霧效率、壓降和分級除霧效率都會增加;當擋板與壁面的夾角從46°增加到56°時,總除霧效率會增加,而當夾角從56°增加到66°時,總除霧效率的變化幅度不大。而壓降和分級除霧效率都會一直隨著夾角的增加而增加;而當擋板長度從15mm增加到21mm時,渦流除霧器的總除霧效率、壓降和分級除霧效率都會提高;當流道之間的缺口長度從8mm增加到12mm時,渦流除霧器的總除霧效率和壓降都會有少量的增加,而分級除霧效率的變化也不是非常大
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