半干法脱硫喷枪喷射位置CFD模拟

流体仿真CFD

烟气经弯头后通过7个文丘里段，气流风速提升，在锥段中碱性物质喷射，为保证喷射雾化颗粒与烟气充分混合反应，需保证直管段进口的喷射粒子足够均匀。需通过CFD仿真模拟对粒子流流场进行优化，提升直管段进口处雾化粒子的均匀性。

二、计算模型及边界条件

2.1 计算模型建立

根据二维图纸，建立三维模型如下：

2.2 边界条件

系统内总烟气量为906187m3/h，烟气温度为130℃。进口边界条件为速度进口，进口速度为16.56m/s。出口边界条件为压力出口，压力值为0Pa。采用离散相模型进行计算，喷枪使用锥状喷射进行模拟，喷射角度为90°，喷射距离为5m。

三、计算结果及分析

3.1 喷枪同一高度布置

3.1.1 原始方案

喷枪布置在同一高度时，原始方案下流场内部流动状态如下：

速度流线图

浆液粒子分布图

in1截面粒子浓度分布

in1截面粒子分布

从图中能够看出，气流在经过文丘里段后，最大流速增加到了55.38m/s。而由于锥段扩张角度较大的缘故，气流扩散效果欠佳，在直管段四周则产生了局部的回流现象。粒子由喷枪喷射口喷出后，一部分被烟气气流带走，一部分则被卷入到回流当中，附着在壁面上。导致直管段进口截面in1上粒子分布的均匀性不佳，最大质量浓度为2.67kg/m3。

3.1.2 优化方案

降低喷枪位置、抬高锥段高度，以此进行优化后，系统内部的流场状态如下：

速度流线图

浆液粒子分布图

in1截面粒子浓度分布

in1截面粒子分布

优化后，锥段扩张角度减小，气流在经过锥段后的扩散效果得到了改善，近壁侧的涡流面积减少，流线更加顺畅，也有利于粒子在锥段内的扩散。同时，喷枪位置降低，粒子的扩散距离增大，扩散效果得到改善。在此方案下，in1截面粒子质量浓度最大值降低至0.94kg/m3，降低了原来的64%。从in1截面的粒子分布图中也能够看出，无局部过于集中、壁面附着等现象的产生。in1截面上粒子质量浓度分布的标准偏差也随之降低了31%。

3.2 喷枪不同高度布置

3.2.1 间距1.2m

喷枪之间高度各相差1.2米时，系统内部流动状态如下：

速度流线图

浆液粒子分布图

in1截面粒子浓度分布

in1截面粒子分布

喷枪布置在不同高度，喷射点距离in1截面距离不同，因此不同喷枪喷出的粒子扩散程度也不同。在此方案下，in1截面粒子质量浓度最大值为2.47kg/m3。从in1截面的粒子分布图中能够看出，粒子存在局部过于集中及壁面附着的现象。

3.2.2 间距0.6m

喷枪之间高度各相差0.6米时，系统内部流动状态如下：

速度流线图

浆液粒子分布图

in1截面粒子浓度分布

in1截面粒子分布

在此方案下，in1截面粒子质量浓度最大值为1.35kg/m3，比间距1.2米方案降低了45.3%。从in1截面的粒子分布图中能够看出，粒子分散效果较之间距1.2米方案，有了一定的提高，相对标准偏差降低47%。

逍遥君风

谢谢楼主分享。

yudi17

谢谢分享，学习了

huangdong6mo

非常感谢楼主的分享！