新型除雾器的可行性研究

论文总字数：28542字

摘 要

Abstract…………………………………………………………………………………………………………………………….3

1. 绪论……………………………………………………………………………………………………………………4
   1. 课题研究的背景及其意义………………………………………………………………………………….4
   2. 除雾器典型装置简介………………………………………………………………………………………….5
      1. 除雾器本体…………………………………………………………………………………………….5
      2. 除雾器冲洗系统……………………………………………………………………………………..6
   3. 除雾器工作原理…………………………………………………………………………………………………6
      1. 惯性碰撞………………………………………………………………………………………………..6
      2. 自由扩散………………………………………………………………………………………………..6
      3. 直接拦截………………………………………………………………………………………………..6
   4. 除雾器类型………………………………………………………………………………………………………..7
      1. 折流板除雾器………………………………………………………………………………………..7
      2. 旋流板除雾器………………………………………………………………………………………..8
      3. 丝网除雾器……………………………………………………………………………………………8
   5. 除雾器主要参数……………………………………………………………………………………………….8
   6. 脱硫除雾器研究状况……………………………………………………………………………………….10
   7. 折流板除雾器存在问题……………………………………………………………………………………11
   8. 本文的研究目的和主要内容……………………………………………………………………………11
2. 影响涡流除雾器主要参数的数值模拟……………………………………………………………12

2.1 涡流除雾器的设计及原理………………………………………………………………………………..12

2.2 模型的简化及数学模型……………………………………………………………………………………13

2.2.1 除雾器模型的简化………………………………………………………………………………..13

2.2.2 除雾器的数学模型………………………………………………………………………………..14

2.3 划分网格………………………………………………………………………………………………………….15

2.4 程序运算…………………………………………………………………………………………………………..16

2.5数值模拟结果分析……………………………………………………………………………………………17

2.5.1涡流增强除雾器的流场分布…………………………………………………………………..17

2.5.2涡流增强除雾器的压降对比………………………………………………………………….21

2.5.3涡流增强除雾器的除雾器效率对比……………………………………………………….21

2.5.4涡流增强除雾器出口处不同粒径液滴数目对比……………………………………22

1. 折流板和涡流除雾器实验……………………………………………………………………………..24

3.1 试验方法…………………………………………………………………………………………………………24

3.2 实验仪器及作用……………………………………………………………………………………………..24

3.3 实验方案…………………………………………………………………………………………………………28

3.4 实验数据…………………………………………………………………………………………………………29

3.5 误差分析………………………………………………………………………………………………………….31

3.6 实验结论…………………………………………………………………………………………………………32

1. 结论与展望…………………………………………………………………………………………………….33

致谢……………………………………………………………………………………………………………………………..34

参考文献……………………………………………………………………………………………………………………..35

摘要

在当今的电厂脱硫环节大多采用湿法脱硫技术，湿法脱硫属于燃烧后脱硫，脱硫后会产生10-60μm粒径的雾滴，这些雾滴中含有一定量的水分，并且溶有SO₂，硫酸盐等化合物，雾滴如果不除去，会对除雾器下行的风机，热交换设备等造成污染腐蚀堵塞，进而影响整个脱硫系统，排放到空气中，会导致环境的污染，造成一系列的危害。在传统的折流板除雾器，对中等以上粒径的雾滴除雾效果比较好，但是对于30微米以下粒径的雾滴除雾效率不高^【1】，随着人们对环境的要求进一步提高，要求进一步地去除小粒径的雾滴，因此采用了一种新型的涡流除雾器。在本文中对新型除雾器的研究中，由于气流的粒径很小，伴随性比较强，通过设置挡板可以使气流中的小液滴在挡板处形成涡流，增加流动的复杂性，提高和挡板的碰撞几率，从而达到分离液滴的效果，解决液滴跟随性问题。主要采用数值模拟和实验研究相结合的方法，在数值模拟方面，先构造两种涡流除雾器的数学模型，采用欧拉-拉格朗日方法对流道中的液滴运动进行模拟，然后将输出的文件导入FLUENT中，设置边界条件，模拟气相流的运动情况，编写VB程序，动态模拟液滴和挡板的碰撞情况，得到对比数据，并分析参数对除雾器效率的影响。涡流除雾器的除雾效率明显高于折流板除雾器，第一种类型的涡流除雾器在低气速下除雾效率高于第二种涡流除雾器，高气速下，两种除雾器的除雾效率基本都在99%以上，但第一种涡流除雾器对小粒径的雾滴除雾效果不如第二种。压降方面，第一种类型的涡流除雾器远大于第二种涡流除雾器。在实验方面，按照一定的比例构建涡流除雾器和折流板除雾器模型，搭造试验台，并且采用高压喷头来模拟除雾器的喷嘴流场，对数据进行采集，计算除雾器的质量效率和除雾器的进出口压降，分析结果，结果和数值模拟的结果基本一致，压降和除雾效率都随气流速度的增加呈现上升趋，新型除雾器的除雾效率远高于折流板除雾器，具有可实施性。

关键词：除雾器，涡流，流场分布，除雾效率

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