大型烟气脱硫塔配置旋风分离器的流场模拟.pdf

第38卷第1期化学工程Vol.38No.1

2010年1月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Jan.2010

大型烟气脱硫塔配置旋风分离器的流场模拟

彭园园1,宋健斐1,朱廷钰2,魏耀东1
(1.中国石油大学(北京)化学科学与工程学院,北京102249;2.中国科学院过程工程研究所,北京100080)

摘要:利用RNGk2ε湍流模型对出口配置1台和2台旋风分离器的大型烟气脱硫塔的流场进行了数值模拟。模拟
结果表明,脱硫塔出口配置旋风分离器的方式对脱硫塔内的流场会产生不同程度的影响。运用速度不均匀度的概
念定量描述脱硫塔内流场的均匀性,出口配置1台旋风分离器时脱硫塔内部流场速度不均匀度大于出口配置2台
旋风分离器时脱硫塔内部流场速度不均匀度0.1以上;出口布置2台旋风分离器时,径向出口布置方式的脱硫塔
内部流场速度不均匀度小于切向出口布置方式的脱硫塔内部流场速度不均匀度,最小不均匀度为0.3。脱硫塔出
口径向配置2台旋风分离器为优选方案。
关键词:脱硫塔;旋风分离器;配置方式;数值模拟;速度不均匀度
中图分类号:TQ018文献标识码:A文章编号:100529954(2010)0120038204

Simulationofflowfieldinlargefluegasdesulphurizationtower
withcycloneseparators
PENGYuan2yuan1,SONGJian2fei1,ZHUTing2yu2,WEIYao2dong1
(1.FacultyofChemicalScienceandEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China;
2.InstituteofProcessEngineering,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080,China)
Abstract:Thenumericalsimulationofflowfieldinalargedesulphurizationtowerfittedwithoneortwocyclone
separatorsattheoutletwascarriedoutbyusingtheRNGk2εturbulentmodel.Theresultsshowthatthefitting
wayofcycloneseparatorshascertaindegreeinfluencesontheflowfieldinthedesulphurizationtower.The
velocityuniformityofflowfieldinthedesulphurizationtowerwasdescribedbythevelocitynon2uniformity.The
velocitynon2uniformityofthedesulphurizationtowerwithonecycloneseparatoris0.1higherthanthatwithtwo
cycloneseparators.Whenthedesulphurizationtowerisfittedwithtwocycloneseparators,thevelocitynon2
uniformityofradialoutletwayisfewerthanthatofthetangentialoutletway.Theleastvelocitynon2uniformity
ofradialoutletwayis0.3.Thedesulphurizationtowerfittedtwocycloneseparatorsatradialoutletisthe
optimumscheme.
Keywords:desulphurizationtower;cycloneseparator;fittingways;numericalsimulation;velocitynon2uniformity

循环流化床烟气脱硫工艺是一种半干法尾部烟效率,充分利用脱硫剂。国内外已有多位学者采用
气脱硫技术,脱硫塔是整个工艺中重要的设备之一。计算流体力学(CFD)方法对脱硫塔内流场进行了数
烟气从脱硫塔下部进入,在脱硫塔内进行半干式脱值模拟[225],但这些模拟主要是针对入口结构和脱硫
硫反应。脱硫后的烟气进入旋风分离器进行固体颗塔内部进行的[628],还缺乏对脱硫塔顶部出口配置旋
粒和气体的分离后,再进入静电除尘器进行除尘,而风分离器的流场分析。
收集的脱硫灰送回脱硫塔循环利用[1]。由于脱硫一般循环流化床烟气脱硫工艺处理烟气量很
反应过程发生在脱硫塔内,因此脱硫塔内的