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目前,电厂主要采用石灰石-石膏湿法工艺对烟气进行脱硫处理,当烟气和脱硫塔内喷淋浆液充分接触后,烟气中会携带大量液滴,如果不能及时有效地将烟气中携带的液滴控制在一定水平,容易造成脱硫系统故障。工业生产过程中常采用波纹板除雾器来降低烟气中携带的液滴[1-3]。使用波纹板除雾器一方面可以减少气流中携带的液滴,对减缓下游换热器及管道的腐蚀起到一定作用;另一方面还可以减少污染物的排放,缓解电厂周围出现的石膏雨、烟囱白烟等现象[4-6]。
国内外研究人员对除雾器的研究已有初步成果。在实验方面:谢乾[7]对不同材料的除雾器及单、双、三级除雾器除雾效率和压降进行了研究;杨柳等[8]对除雾器的布置方式和不同形式的除雾器进行了分析;孙志春等[9]对弧形带钩板及折流板除雾效率进行了对比。随着计算流体力学(CFD)的不断发展,相比于实验,使用数值模拟软件对除雾器除雾性能的研究具有巨大优势,已经成为研究除雾器性能的重要方法。郝雅洁等[10]利用模拟方法研究了板间距、气体流速、板型、粒径等因素对除雾效率的影响;洪文鹏等[11]对加装钩板的折流板除雾器进行了研究,并找出较优钩板结构;赵晨光[12]对不同入口流速下钩板高度进行了研究分析;ZAMORA等[13]研究了4种不同除雾器的除雾效率,发现Z字形除雾器最优;赵健植等[14]利用响应面法研究发现除雾器的叶片高度以及叶片间距也会影响除雾器效率;LEI等[15]通过数值模拟研究Z字形除雾器发现,其对小液滴的平均捕集效率为15.8%;石振晶等[4]对带钩板的弧形板除雾器进行了数值模拟。可以看出,研究人员对除雾器的研究已积累了一定经验,这些研究的液滴粒径多集中于10~50 μm,研究的影响因素多集中于板间距、入口流速、有无钩板、液滴直径,而对粒径小于10 μm的液滴捕集研究及除雾器的转折对除雾效率的研究较少。本研究采用数值模拟的方法分析有无钩板除雾器转折次数对液滴捕集效率的影响,由于现有除雾器对直径大于20 μm的液滴捕集效率较高,而对粒径在20 μm以下的液滴捕集效率较低,因此,将研究的重点集中于粒径在2~20 μm的液滴,捕集小液滴以最大程度地减缓石膏雨以及环境污染对人们的危害;另外,通过研究增加转折次数对除雾效率的影响,可以在不改变现有模型基础上,寻求提高除雾效率的途径,研究可为实际除雾器的优化及改造提供参考。
钩板除雾器转折次数对除雾效率的影响
Influence of the number of defogger turns on defogging efficiency
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摘要: 除雾器是用来除去烟气中细微液滴、降低污染物、保证系统正常运行的关键设备,故除雾器的研究具有重要意义。利用流体力学计算软件,分析无钩板与带钩板除雾器转折次数对除雾效率的影响。结果表明:除雾器增加转折次数和钩板都可以提高除雾效率,但同时会造成压降增大;增加钩板对除雾效率和压降的影响要高于增加转折次数的影响,带钩板的除雾器对2~10 μm直径的液滴具有较理想的去除能力,对于粒径为8 μm的液滴,当入口气体流速为3 m·s−1、B=4时,带钩板除雾器除雾效率已达78.2%,并且增加带钩板除雾器的转折次数对除雾效率的提升要高于无钩板除雾器;液滴捕集模拟计算发现,当入口流速为3 m·s−1、B=3时的除雾效率已达91.45%,比初始结构提升约20%。通过分析可知,除雾器可以通过增加钩板以及转折次数来提高对细微液滴的除去能力。Abstract: The mist eliminator is a key device for removing fine droplets in the flue gas, reducing pollutants, and ensuring the normal operation of the system. Therefore, it is of great significance to study the defogger. The numerical simulation software was used to study the effect of the turn number of demister with or without the hook plate on the defogging efficiency. The results show that the defogging efficiency could be improved by increasing the turn number and the hook plate, but the pressure drop increased at the same time. The effect of increasing the hook plate on the defogging efficiency and pressure drop was higher than that of increasing the turn number. The demister with hook plate had an ideal removal ability for droplets with a diameter of 2~10 μm. For droplets with a diameter of 8 μm, when the inlet gas flow rate was 3 m·s−1, turning times (B)=4, the demisting efficiency of the demister with the hook plate reached 78.2%, and the improvement of the defogging efficiency of the hook defogger by increasing the number of turning times was higher than that of the hook-free demister. Simulation results of droplet collection showed that when the inlet flow rate was 3 m·s−1 and B=3, the demisting efficiency was 91.45%, about 20% higher than the initial structure. Therefore, the defogger can improve its ability to remove fine droplets by increasing the hook plate and the turn number.
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Key words:
- mist eliminator /
- hook plate /
- numerical simulation /
- turn number /
- defogging efficiency
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