管式除雾器开孔对除雾性能影响的数值模拟研究

通过数值模拟的方法,研究了开孔数量、液滴粒径和流速对管式除雾器除雾效率以及流动阻力损失的影响。使用湍流模型和离散相模型分别计算连续相气体以及液滴运动。研究结果表明,管式除雾器的除雾效率随着液滴粒径和流速的增大而增加,而且管式除雾器对小液滴的除雾效果明显,可以去除约62%的5μm的液滴以及69%的10μm的液滴。另外,通过翅片开孔可以有效降低管式除雾器的流动阻力。在所研究的流速范围内,开孔管式除雾器的流动阻力可以降低约50%。通过研究可以得出,管式除雾器对小液滴具有较高的除雾效率,通过打孔可以降低管式除雾器的流动阻力,但也会降低除雾效率。此研究成果可为管式除雾器的理论研究以及工业应用提供依据。     

基于减缓石膏雨的脱硫塔流程优化

安徽某电厂脱硫塔内流速分布不均匀,造成除雾器效率低,加剧了石膏雨现象。采用数值模拟方法对脱硫塔流场进行优化。模拟结果表明,改造前喷淋层流场波动剧烈,除雾器流场分布不均,除雾效率只有74.41%,导致石膏雨生成。入口改造成倾斜向下,烟气"抬头"现象得到改善,各截面CV提高5%,除雾器效率提升4.44%;在改造入口条件下加弧形导流板后,喷淋层CV达到50%,除雾器CV更是达到70%,除雾器效率提升8.12%,远优于加竖直导流板的方案;喷淋层靠边界中空锥喷嘴换成实心锥喷嘴后,有效防止了高速烟气贴壁逃逸,喷淋层逃逸系数降低0.1,喷淋层CV提高近10%,除雾器效率提升6.46%。经过结构优化,该脱硫塔内流场均匀性改善,液滴贴壁逃逸现象减弱,塔内脱硫率提高,石膏雨现象减轻。     

鼓泡脱硫塔除雾器除雾特性数值研究及实验验证

为提高除雾器对不同粒径小液滴的脱除效果,减轻脱硫系统气气换热器的堵塞程度,对鼓泡脱硫塔除雾器性能进行了数值分析和实验研究。数值分析表明:除雾效率随液滴直径的增大而增大,随进气速度的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;带倒钩的弧形板除雾器比折形板除雾器的除雾效率高;粒径小于20μm的小液滴脱除效率较低。冷态实验台上的除雾器性能实验验证了数值分析的结果。为除雾器的设计和优化提供参考。     

加装双钩片对除雾器流场及除雾性能的影响

为了研究加装双钩片对板式除雾器的性能以及不同粒径液滴去除率的影响,本文采用低Re SST k-ω湍流模型对湿法烟气脱硫系统中带双钩的板式除雾器内流场进行数值模拟,分析了钩片的结构参数、气流速度和液滴粒径对除雾效率和压降的影响。结果表明:与无钩片除雾器相比,加装双钩片对较小粒径液滴的去除率有显著提升,粒径为10μm液滴的去除率从原来7.99%提高到23.14%,粒径为20μm的液滴去除率从原来的31.63%提高到60.49%,而对粒径大于30μm的液滴去除率可达到90%以上;钩片的长度对除雾效率的影响为主要因素,而钩片的宽度对其影响很小;加装双钩的板式除雾器在压降允许范围内,改善了普通板式除雾器对小液滴去除率低的缺点,为高效除雾器的实验研究和设计提供了理论依据。     

空气助力式脱硫喷嘴喷雾特性试验

为降低脱硫喷嘴雾化粒径,探索空气助力对脱硫喷嘴雾化性能的影响,本文在喷雾试验平台上试验分析了自行设计的空气助力式脱硫喷嘴的雾化性能,得出不同工况下喷嘴压力、液滴粒径、喷雾角等性能参数的变化规律。结果表明:不通入气相工质时,空气助力配气结构对常规脱硫喷嘴喷雾特性影响不大;在通入一定量气相工质后,喷嘴雾化水平明显提高;当气液质量比达到0.002,液滴索太尔平均粒径SMD可降至1 400 μm以下;随着气液质量比的提高,雾化粒径逐渐缩小;气相工质的介入会使喷雾角大幅增加约20°。     

逆流喷淋浓缩塔中雾化参数对脱硫废水液滴群流动与蒸发特性的影响

烟气余热蒸发能有效实现电厂脱硫废水的浓缩减量,合理的喷嘴雾化参数有利于提高浓缩塔内废水与烟气之间的流动传热并指导其结构设计。该文采用数值模拟方法研究喷嘴全锥角、液滴初始粒径和初始速度对塔内蒸发流动的影响,并对相关因素进行显著性分析。蒸发效率在全锥角50°左右达到峰值36.9%。综合考虑碰壁量和逃逸量,液滴最佳粒径为1500μm,且废水蒸发在液滴速度15～25m/s时更易进行。此外,响应曲面分析表明,液滴初始直径、液滴初速度对停留时间影响较大,而液滴蒸发效率主要受其粒径变化的影响。因此,在设计喷淋浓缩塔的结构时应综合考虑液滴粒径和液滴初始速度。     

喷淋脱硫塔内除雾器性能数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法,对不同叶片形式除雾器内的流场进行数值模拟,获得烟气流速、叶片间距、液滴直径等参数对除雾效率及压力损失的影响规律。结果表明:除雾效率随烟气流速和液滴直径的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;弧形板除雾器对液滴的脱除效率最低,但压力损失最小,其次是折形板除雾器,弧形板带单钩和双钩除雾器对液滴的脱除效率较高,但压力损失也较高;弧形板大间距板型,适合作为塔内一级除雾器,用来控制二级除雾器入口液滴质量浓度;弧形板带钩小间距板型,适合作为塔内二级除雾器,用来控制整个吸收塔液滴排放总量。     

湿法脱硫系统中除雾器的升级改造实践

在分析比较各型除雾器布置方式优缺点的基础上,通过将湿法脱硫系统两级水平型除雾器改造升级为一级管式＋二级屋脊型除雾器,降低吸收塔出口烟气液滴携带量,从而改善GGH堵塞和设备腐蚀问题.吸收塔出口烟气液滴含量由改造前的55.9 mg/m3降低到改造后的38.2 mg/m3,取得了良好的改造效果和社会效益.     

脱硫废液雾化蒸发性能的数值研究

以某600 MW火力发电站机组脱硫废液喷雾干燥塔为研究对象,建立了雾化蒸发模型,研究了烟气流量、烟气温度、废液流量、废液初始温度以及废液粒径对脱硫废液雾化蒸发性能的影响。结果表明,烟气流量和温度对废液雾化蒸发性能影响明显;烟气流量越大、温度越高,废液液滴蒸发速度越快,完全蒸发距离越短;废液流量越小、初始温度越高,废液液滴蒸发所需时间越少,完全蒸发距离越短。提升雾化器雾化性能,降低废液液滴雾化粒径,有利于改善脱硫废液的雾化蒸发效果。各因素正交测试的结果表明,影响液滴雾化蒸发性能的因素从强到弱排序为:烟气流量废液流量烟气温度废液初始温度雾化粒径。     

脱硫塔喷淋区防护设计及应用

火电厂普遍存在脱硫塔喷淋区塔壁及支撑梁被浆液冲刷、腐蚀穿孔的现象,分析塔壁及支撑梁被击穿的原因为高流速、高含固量浆液对金属基体及其防护层的长期冲刷。提出喷淋区塔壁采用玻璃鳞片防腐、玻璃钢加强或内贴玻璃钢板的防护形式;从设计角度考虑,喷嘴采用"倒八字形"或"下沉式"结构形式以及喷淋层采用吊梁的方式,能较好地避开喷嘴喷射出的高流速浆液的冲刷。通过工程实践证实了喷淋区塔壁防护形式及支撑梁避开喷嘴设计的可行性,为今后同类脱硫工程脱硫塔喷淋区的防护设计提供参考。     

旋流雾化技术在464 000 m3/h烟气湿法脱硫中的应用

为解决传统吸收塔内烟气与浆液传质过程中流场不均匀、气液接触面积小、接触时间短所导致的脱硫效率低问题,提出一种基于旋流雾化的高效深度脱硫技术。该技术利用两相流喷嘴的超细雾化喷射作用,可达到提高脱硫效率和降低系统能耗目的。采用该技术对广东某电厂烟气量（标准状态）为464 000 m3/h的脱硫工程进行了改造,即在原脱硫吸收塔基础上新增1层浆液旋流雾化喷射层,实测结果表明,脱硫效率可提高约6.5%,出口SO2质量浓度（标准状态）可低于20 mg/m3。此外,可根据煤中硫分调整喷淋层与旋流雾化喷射层的组合,以降低系统能耗。     

300 MW机组湿法烟气脱硫(WFGD)吸收塔内气液流场模拟

利用Fluent软件平台,对某300MW机组WFGD吸收塔内气液两相流场进行了数值模拟,着重考察喷淋浆液滴对塔内烟气流场的影响。结果表明,浆液滴喷淋后对烟气流场具有整合作用,模拟的塔内平均压降(850Pa)与实际现场测试数据的平均压降(909Pa)较为吻合。     

脱硫废水旋转喷雾蒸发与旁路烟道蒸发特性研究

针对旋转喷雾和旁路烟道两类高温旁路烟气蒸发技术工艺,开展脱硫废水蒸发特性对比实验,结合可视化荧光示踪法及单液滴蒸发试验研究了废水雾滴在高温烟气中的蒸发过程,分析了烟气温度及烟气停留时间对蒸发性能的影响,并比较了两类废水蒸发工艺的差异。结果表明：脱硫废水液滴接触热烟气后将迅速失去表面自由水分,表面成壳固化为半干颗粒;旋转喷雾蒸发塔内主蒸发区域温度迅速降低,提高烟气温度有助于提升蒸发效率,降低出口灰分含水率;通过适当增大干燥塔尺寸,延长高温烟气在干燥塔内停留时间,可提升热量利用率,实现低气液比条件下的蒸发干燥;两类旁路蒸发工艺相比,旋转喷雾蒸发因雾化效果较好、气液混合均匀,蒸发性能略优于旁路烟道工艺。     

脱硫废水旋转喷雾蒸发与旁路烟道蒸发特性研究

针对旋转喷雾和旁路烟道两类高温旁路烟气蒸发技术工艺,开展脱硫废水蒸发特性对比实验,结合可视化荧光示踪法及单液滴蒸发试验研究了废水雾滴在高温烟气中的蒸发过程,分析了烟气温度及烟气停留时间对蒸发性能的影响,并比较了两类废水蒸发工艺的差异。结果表明：脱硫废水液滴接触热烟气后将迅速失去表面自由水分,表面成壳固化为半干颗粒;旋转喷雾蒸发塔内主蒸发区域温度迅速降低,提高烟气温度有助于提升蒸发效率,降低出口灰分含水率;通过适当增大干燥塔尺寸,延长高温烟气在干燥塔内停留时间,可提升热量利用率,实现低气液比条件下的蒸发干燥;两类旁路蒸发工艺相比,旋转喷雾蒸发因雾化效果较好、气液混合均匀,蒸发性能略优于旁路烟道工艺。     

天生桥换流站阀冷系统喷淋塔结垢差异分析

在对天生桥换流站阀冷系统喷淋塔进行除垢时,发现3个喷淋塔结垢厚度差异明显,其中1号塔结垢最薄。针对此情况,进行了分析探讨。分析显示,1号塔的运行状况最优,其对应的外冷水流量、流速和压力是最佳运行点,因而结垢少、容易清除。考虑结垢与外冷水的流速、温度、压力以及管道表面粗糙度等因素的关系,提出了如下建议:重新调整2号、3号塔的喷淋泵参数,用喷淋泵进、出水阀门调节喷淋泵的压力、流速和流量,使其与1号塔的喷淋泵压力、流速和流量一致。     

背负式静电喷雾器设计与试验

为改善传统背负式施药器械的喷雾效果,运用高压静电喷雾技术,设计了背负式静电喷雾器。该喷雾器由蓄电池、隔膜泵、高压静电发生器、喷枪、直射喷头和药箱组成,采用直接充电的方式对雾滴进行充电。为考察该喷雾器的性能,用网状目标法对荷质比进行了测量,用Oxford激光粒子图像分析测试系统测试了雾滴粒径及速度,最后用纸卡法测试了雾滴覆盖度。测试结果表明:荷质比随喷嘴压力的加大基本呈线性增长,因而在保证零部件及系统可靠的前提下,设计静电喷雾器时可适当增加喷嘴压力;静电促进雾滴吸附于作物表面、使雾滴粒径细小且分布均匀、改善了雾滴的速度分布均匀性,从而使雾滴能够均匀吸附于作物表面各部位,并显著提高了雾滴的覆盖度。     

湿法脱硫系统PM2.5排放特性分析

为系统分析湿法脱硫系统出口PM_2.5的排放特性,基于26台湿法脱硫系统出口颗粒物和PM_2.5的排放情况的现场测试,研究入口颗粒物浓度、烟气流速、液气比、pH值以及雾滴浓度对PM_2.5排放特性的影响。烟气经过湿法脱硫系统处理后,出口PM_2.5占颗粒物的比重随着烟气中颗粒物浓度的降低而显著增大,PM_2.5排放系数随着吸收塔烟气流速、液气比、pH值或雾滴浓度的增大而增大,PM_2.5排放系数的增大速率大于烟气流速、液气比和pH值的增大速率,与雾滴浓度的增大速率基本一致。因此雾滴浓度对PM_2.5排放系数具有直接影响,湿法脱硫系统中控制雾滴浓度是降低出口PM_2.5排放的关键。     

农用高压荷电雾滴形态特征与沉降运动分析

针对农用高压静电喷雾器械在雾化性能检测方面存在的不足,基于药液雾化场的实验数据,提出了利用激光粒子图像技术获取雾滴特征参数,再结合数字图像处理技术对雾滴运动情况进行分析的检测统计方法.以EES温室高压静电喷雾场中雾滴沉降区的雾滴形态特征及其运动为研究对象.运用Oxford激光粒子图像分析测试系统(PDIA)对图像中的雾滴直径、周长、形心位置、圆形度等特征参数进行计算与统计.同时,利用标记点跟踪和雾滴邻域匹配慨率方法对雾滴的运动轨迹进行拟合与分析.实验结果表明,该方法实现了对静电喷雾场中雾滴形态特征的快速准确检测,为进一步分析荷电雾滴的沉降及漂移运动提供了有效方法.     

Modeling of electrostatic-based pesticide spray systems

A microscopic model for the electrostatic spraying system is presented to investigate the effect of the voltage applied to the induction nozzle on the droplet's charge, mobility, and charge-to-mass ratio. The variation of these parameters along the jet was also included. The model also lays particular emphasis on the effect of the applied voltage on the spray current and the charge density at the nozzle. A macroscopic model for the electrostatic spraying system is also presented. The objective of the model was to study the spatial distribution of the droplet charge density, transit time, and trajectory in the region between the nozzle and the target in terms of the flow velocity of the spray and the space-charge-produced electric field. On the macroscopic scale, both the droplet charge density and the spray current increase with the voltage applied to the charging electrode. With the decrease of the spray flow velocity, the space-charge-produced electric field becomes dominant and tends to: contract the droplet trajectories toward the axis of the spray system, and hence enhance the droplet deposition efficiency; and decrease the charge density at the target with the possibility of minimizing back-ionization. On the microscopic scale, induction charging eliminates the ion current from the current to the target and the associated back-ionization. The calculated droplet charge and charge-to-mass ratio which increase with the voltage applied to the charging electrode, agreed with the values reported previously