哈工程气液两相流第6章
- 格式:pdf
- 大小:142.04 KB
- 文档页数:9
第六章脱硫塔设计现代化的烟气脱硫脱硫塔的设计必须满足以下几个准则:(1)低能耗,与低“液气”比有关;(2)低压降,与脱硫塔内部的优化设计有关;(3)高流速,与“投资”和“运行费用”的优化有关;(4)高SO2去除率、低的设备/系统维护率,与化学反应行为的优化有关;(5)高“液滴”分离率,避免下游设备垢污沉积和腐蚀;(6)低成本。
脱硫塔内的流体力学特性为复杂的气液二相流,这种复杂的逆流两相流给放大准则和测量带来很大的难度。
几乎每套装置都需度身定制,对一些特殊环节不进行验证就很难保证系统具有高度可靠性、经济性和一次投入成功率。
但是,FGD装置庞大,一般小型试验很难解决问题,大型试验又使得一般工程在财力和时间上无法接受。
早期,需要模拟实际工况的几何尺寸和流动条件才能初步确定放大准则,然后对放大准则进行判读并将其应用于实际工况。
近年来,随着计算流体力学、化学反应动力学等领域的发展,对脱硫塔设计技术的研究更加深入。
例如,对脱硫塔进行CFD模拟,在工作站上可以对不同的FGD设计进行测试并优化,这可能是了解真实流动状态和FGD脱硫效率的唯一途径。
此外,脱硫塔为薄壁结构,塔体上分布各种类型的加强筋,矩形开孔尺寸大、塔内件复杂,有时塔体外形不规则,依靠手工对喷淋塔进行流场和力学计算是非常困难的,使得人力计算很难进行。
目前,大多采用现代流场分析软件和力学分析软件(如FLUENT6.0和ANSYS9.0)进行流场分析和力学分析。
脱硫塔的流场分析和力学分析是脱硫塔优化设计的基础。
第一节脱硫塔结构设计脱硫塔的结构设计,包括储浆段、烟气入口、喷淋层、烟气出口、喷淋层间距、喷淋层与除雾器和脱硫塔入口的距离、喷喷嘴特性(角度、流量、粒径分布等)、喷嘴数量和喷嘴方位的设计,是取得脱硫塔最优化性能的重要先决条件。
需要指出的是,精准的设计应在两相流和传质以及力学分析的基础上,结合实践经验进行。
一、脱硫塔结构定性设计1.塔的总体布置如图6-1所示,一般塔底液面高度h1=6 m~15m;最低喷淋层离入口顶端高度h2=1.2~4m;最高喷淋层离入口顶端高度h3≥vt,v为空塔速度,m/s,t为时间,s,一般取t≥1.0s;喷淋层之间的间距h4≥1.5~2.5m;除雾器离最近(最高层)喷淋层距离应≥1.2 m,当最高层喷淋层采用双向喷嘴时,该距离应≥3m;除雾器离塔出口烟道下沿距离应≥1m。
第一章1-1 认真观察1~3个不同类型的流体输配管网,绘制出管网系统轴测图。
结合第1章学习的知识,回答以下问题:(1)该管网的作用是什么?(2)该管网中流动的流体是液体还是气体?还是水蒸气?是单一的一种流体还是两种流体共同流动?或者是在某些地方是单一流体,而其他地方有两种流体共同流动的情况?如果有两种流体,请说明管网不同位置的流体种类、哪种流体是主要的。
(3)该管网中工作的流体是在管网中周而复始地循环工作,还是从某个(某些)地方进入该管网,又从其他地方流出管网?(4)该管网中的流体与大气相通吗?在什么位置相通?(5)该管网中的哪些位置设有阀门?它们各起什么作用?(6)该管网中设有风机(或水泵)吗?有几台?它们的作用是什么?如果有多台,请分析它们之间是一种什么样的工作关系(并联还是串联)?为什么要让它们按照这种关系共同工作?(7)该管网与你所了解的其他管网(或其他同学绘制的管网)之间有哪些共同点?哪些不同点?答:选取教材中3个系统图分析如下表:图号图1-1-2 图1-2-14(a)图1-3-14(b)问(1)输配空气输配生活给水生活污水、废水排放问(2)气体液体液体、气体多相流,液体为主问(3)从一个地方流入管网,其他地方流出管网从一个地方流入管网,其他地方流出管网从一个地方流入管网,其他地方流出管网问(4)入口及出口均与大气相通末端水龙头与大气相通顶端通气帽与大气相通问(5)通常在风机进出口附近及各送风口处设置阀门,用于调节总送风量及各送风口风量各立管底部、水泵进出口及整个管网最低处设有阀门,便于调节各管段流量和检修时关断或排出管网内存水无阀门问(6)1台风机,为输送空气提供动力1台水泵,为管网内生活给水提供动力无风机、无水泵问(7)与燃气管网相比,流体介质均为气体,但管网中设施不同。
与消防给水管网相比,流体介质均为液体,但生活给水管网中末端为水龙头,消防给水管网末端为消火栓。
与气力输送系统相比,都是多相流管网,但流体介质的种类及性质不同。