某厂脱硫塔整体系统阻力分析 原创

项目简介

某厂脱硫系统采用石灰石-石膏湿法，采用出口直排钢烟囱，系统不设增压风机，脱硫系统阻力由窑尾风机克服，风机位于系统前端，脱硫系统正压运行。运行一段时间后，系统在满负荷运行中出现阻力大的情况，现场分析可能为二级除雾器结垢，即除雾器叶片表面被浆液或颗粒物覆盖，造成气流通道变窄，但在停机后检查，二级除雾器并无结垢现象，也无堵塞。因此分析为工况满负荷后，烟气量超过设计烟气量，造成二级除雾器流速过大，阻力上升，这仅为推测，为验证这一推测。对脱硫系统建立三维模型做CFD流场分析，判断运行阻力异常的原因。

建立模型

根据图纸建立三维模型如下：

三维模型

注：模型中托盘、喷淋层、超净除雾器层均做简化处理。

计算参数及边界设置

塔入口烟气压力1500Pa；塔入口烟气温度155℃；塔入口烟气量716840℃

根据上述表格数据设置边界参数如下：

入口：速度入口（velocity-inlet），20.13m/s

出口：压力出口（pressure-outlet），0Pa

壁面：无滑移边界条件，标准壁面函数，对流散热系数5W/m2·K。

流体属性：饱和湿空气，其物性（密度、粘度和比热等）由UDF定义，随烟气温度变化，忽略液滴/液膜对气相流场的反作用。

传热设置：以塔体内喷淋域的吸热反应来模拟浆液与烟气的传热。

考虑到烟囱内产生旋流，湍流模型采用realizable k-e模型，湍流流场的计算采用有限体积法离散控制方程，算法采用Simple算法，对流项采用一阶迎风格式。

结果及分析

脱硫塔的模拟运行结果如下：