针对在旋风筒上设置氨喷枪，分析旋风筒内的粉尘颗粒对喷枪雾化及混合浓度的影响 原创

本案例对象为水泥行业预热器C5旋风筒，离心力主导：含尘气流沿切线进入旋风筒后形成强烈旋转运动，粉尘颗粒在离心力作用下被甩向器壁，与气体分离。离心力可达重力的5~2500倍（取决于结构及流速）；二次流影响：内旋气流（向下）与外旋气流（向上）形成双涡结构，细颗粒可能被夹带逃逸；三维强旋流：切向速度主导，最大速度位于筒体半径的0.6~0.7倍处。

在该旋风筒上设置氨水喷枪，位置在旋风筒锥段处，共4把，且在圆周上每隔90°均匀布置，但每把喷枪高度略有差异，见图1（b），喷枪伸入筒壁深度约1000mm（含壁厚）；经现场反应，该喷氨点氨耗过高，经过对C5旋风筒进行建模流场分析，判断该处喷枪处的烟气及物料分布情况。

图1 三维模型

边界条件

单筒内烟气量为100000Nm3/h，烟气温度约为850℃，工况下，烟气量约411356m3/h，进口边界条件为速度进口（Velocity-inlet），进口风速约24.03m/s,出口边界条件为压力出口（Pressure-outlet），压力值为0Pa。湍流模型采用标准k-ε模型，壁面函数为标准壁面函数，固壁面设置为无滑移壁面；旋风筒内颗粒假设为以碳酸钙颗粒为主的粉体，采用DPM模型，其粉尘粒径分布服从Rosin-Rammler分布，颗粒进料量为12.1kg/s；4把喷枪的喷射方向均为圆心方向。

模拟结果

经CFD模拟，旋风筒内的烟气及粉尘运动状态如下所示：