循环流化床烟气脱硫塔内气液两相流场数值模拟.pdf

《循环流化床烟气脱硫塔内气液两相流场数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第2期东北电力大学学报V01．32．No．22012年4月JournalOfNortheastDianliUniversityApr．，2012文章编号：1005—2992(2012)02—00O6—04循环流化床烟气脱硫塔内气液两相流场数值模拟李少华，罗坤，王虎(东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012)摘要：采用数值模拟的方法研究脱硫塔内部气液两相流场。通过分析循环流化床反应器内沿高度方向流场的速度场分布、温度场分布以及湍流强度分布。结果表明当喷嘴角度为45度布置时，对左侧壁面冲刷腐蚀较为严重，不能很好的使得高温烟气有

2、所降温，脱硫塔左侧壁面的湍动能比右侧壁面要大，数值计算的结果与实际测量值能够很好的吻合。关键词：循环流化床；数值模拟；两相流；脱硫效率中图分类号：TK09文献标识码：A目前国内应用的循环流化床烟气脱硫工艺大多为引进技术¨“，但是存在诸多问题，因此对烟气循环流化床脱硫技术进行进一步研究有重要的意义。影响循环流化床脱硫率的最大因素之一就是气液固三相是否能够有效均匀的混合反应[5]。本文是以某热电有限公司所使用的循环流化床脱硫塔为研究对象，采用FLUENT软件来模拟脱硫塔内部流场的变化情况，主要是关注于气液两相流，不考虑固体脱硫剂的喷人情况，只考虑

3、被处理烟气与雾化水混合的流场情况，即不带化学反应的气液两相流动⋯。分析其工作原理以及过程，对脱硫塔内部流场进行研究。1数学模拟平台的建立1．1数学模型为了更好地研究气液两相的流场，省略了固体脱硫剂的加入。为了计算方便，对模拟段进行了一定的简化，如图1所示。图1为模拟时所用的模型，以某热电有限公司脱硫塔为原型进行简化，烟气入口为文丘里扩充段，假设烟气在文丘里段已经流动均匀。基本参数如下：6表1脱硫塔简化后尺寸塔体直径文丘里下端直径620omm文丘里扩充段高28oomm烟气出口(矩形)l500mm×3500mm×4000mm1一灰斗；2一烟气入口

4、；塔高35636mm3一文丘里；4一塔体；喷嘴布置与平面呈45度角5一烟气出口；6一喷嘴喷嘴个数一个图1脱硫塔结构简图收稿日期：2011一l1—1O基金项目：吉林省科技发展计划项目(20100802)作者简介：李少华(1957一)，男，黑龙江省双鸭山市人，东北电力大学能源与动力工程学院教授，博士，博士生导师，主要研究方向燃煤电厂烟气脱硫．第2期李少华等：循环流化床烟气脱硫塔内气液两相流场数值模拟9表2工作日内测量值表3实测值与模拟值的对比3结论(1)通过采用数值模拟的方法分析了实际运行的脱硫塔内部速度场分布、温度场分布以及湍流强度，模拟值和实

5、测值吻合较好，为脱硫塔反应器结构的优化设计奠定了一定的理论基础。(2)喷嘴角度为45度，对来流气体有向左侧冲击的趋势，进人塔体的气流受到喷入水的影响，向左侧偏移，且对左侧壁面冲刷腐蚀较为严重；脱硫塔进出口烟气温差不太理想；左侧壁面的湍流强度高于右侧壁面，湍流强度变化不规律。参考文献[1]颜岩，彭晓峰，王补宣．循环流化床内烟气脱硫模拟分析[J]．中国电机工程学报，2003，23(11)：173—177．[2]王志轩，潘荔．我国火电厂烟气脱硫产业化发展建议[J]．环境科学研究，2005，18(4)：51—54．[3]崔亚兵，陈晓平．燃煤电厂烟气脱

6、硫技术的模糊综合评价[J]．中国动力工程学报，2005，25(1)：136—140．[4]王志轩，潘荔．我国火电厂烟气脱硫产业化发展建议[J]．环境科学研究，2005，18(4)：51—54．[5]马双忱，赵毅，华伟．烟气循环流化床脱硫数学模型及应用[J]．中国电机工程学报，2004，24(10)：228—232．[6]赵旭东，项光明，姚强，马春元，陈昌和．干法烟气脱硫固体颗粒物循环特性及微观机理研究[J]．中国电机工程学报，2006(1)：7O一76．[7]ShuangchenMa，YiZhao，JianjunHuangeta1．Exper

7、imentalstudyonFluegasdesulphurizationbycirculatingfluidizedbed[C]．Proceedingsofthe4thAsia-PacificConferenceonCombustion．Nanjing，China，2003：220—224．[8]樊保国，项光明，祁海鹰，陈昌和，徐旭常．常温循环流化床烟气脱硫影响脱硫效率的参数及机理[J]．燃烧科学与技术，2001，7(3)：228—232．[9]李锦时，王兴盛，毕晓煦，赵庆良循环流化床脱硫塔内气固两相流动规律实验研究[J]．节能技术，200

8、8，26(2)：129—133．[1O]熊源泉，袁竹林，章名耀．加压条件下气固喷射器输送特性的三维数值模拟[J]．化工学报，2004，55(10)：1638—164