某厂1#脱硫塔顶部二级除雾器上烟囱开槽进行排水效率模拟 原创

1、 模拟说明及三维模型

本次模拟对象为某厂1#脱硫塔顶部二级除雾器（二级除雾器可捕集更小的液滴（如直径＜20μm的微滴），降低烟气携带的游离水分，避免下游设备腐蚀或烟囱“石膏雨”现象），经现场反应，本除雾器使用效果良好，各项污染物排放指标均能满足合同要求，但监测验收时，由于环保局监测设备未能及时更新换代，在除雾器上方测样时，测孔处有水滴飞溅而出，且有部分水流由测孔流出，导致难以获得准确的监测数据；现提出如下解决方案：在监测点上下加导流槽，将部分水流收集，以避免或减少监测时检测孔的大量出水，并通过CFD-DPM模型计算导水槽收集的水量，判断其方案是否可行。

监测点附近的水量主要分为3部分：（1）旋流烟气中自带的液滴；（2）监测位置下方筒壁上凝结的部分水膜，被高速气流吹起并再次随旋流烟气上升的一部分水；（3）监测位置上方筒壁上凝结的部分水膜，在重力作用下，沿筒壁向下流动的一部分水。采用DPM模型计算时，只考虑（1）中所述液滴，其在离心力的作用下，被甩至导水口及导水槽进而被收集。

排水槽位置与数量

• 位置：必须位于旋流器下游烟气旋流液滴被甩向壁面后、液膜汇集路径的下方。通常通过流场模拟确定液膜最集中、最稳定的区域。
• 数量：不宜过多或过少。通常根据烟囱周长，设置4-8个均匀分布的排水槽，确保能从整个圆周有效收集液体。

结构设计

• 槽口形状：通常为长方形槽口，其轴向长度应能覆盖预期的液膜汇集区。
• 导流结构：槽口内部应设计平滑的导流板，引导液膜顺利流入排水槽，而不是绕过它继续向下流动。

图1 三维模型

图中c1,c2和c3为每层导水槽中间监测面；其中1导水槽在监测孔上方，2层导水槽在监测孔下方，每层导水槽内筒壁面上开6个导水口，每个导水口尺寸为600*100，每层之间的导水口相互交错。

本次模拟采用DPM模型，筒壁采用wall-film边界，导水槽采用trap边界，液滴粒径取50μm。

2、 模拟结果

经模拟，本烟囱内的烟气流动状态如下所示：