一種粉塵顆粒沉降室,在混冷風(fēng)、噴冷卻水的作用下,沉降效率大小模擬分析


1、 模型簡(jiǎn)介及計(jì)算參數(shù)

本次模擬對(duì)象為微硅粉沉降室,微硅粉粒子的沉降效率,進(jìn)口管道和沉降室內(nèi)冷氣及冷卻水液滴的混合分布狀態(tài),三維模型見圖1。

沉降室設(shè)計(jì)要點(diǎn):(1)沉降室尺寸長(zhǎng)度(L)與高度(H):

一種粉塵顆粒沉降室,在混冷風(fēng)、噴冷卻水的作用下,沉降效率大小模擬分析的圖1

u: 氣流水平速度(通常0.3~1 m/s,防湍流)。確保顆粒在沉降室內(nèi)有足夠時(shí)間沉降:

(2) 氣流分布進(jìn)口設(shè)計(jì):采用漸擴(kuò)管(擴(kuò)張角≤15°)或?qū)Я靼澹苊庵苯記_擊沉降區(qū)。均流裝置:增設(shè)多孔板或格柵,使斷面速度偏差≤20%。

(3)氣流速度(u):上限:防止已沉降顆粒再飛揚(yáng)(通常 umax≤1m/s),下限:避免設(shè)備體積過大(經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡)。

(4)溫度影響:高溫氣體需修正黏度μ(如200℃空氣黏度比常溫高23%),降低 vs

一種粉塵顆粒沉降室,在混冷風(fēng)、噴冷卻水的作用下,沉降效率大小模擬分析的圖2

圖1 三維模型

計(jì)算參數(shù)如下:標(biāo)況下煙氣風(fēng)量為240000m3/h,溫度800℃,工況風(fēng)量為943296m3/h,煙氣進(jìn)口管道風(fēng)速為16.3m/s;各冷風(fēng)主管風(fēng)量為15000m3/h,冷風(fēng)主管風(fēng)速為16.93m/s;粉塵濃度為8g/Nm3,其中70%微硅粉粒徑為0.3μm,粉塵容重為200kg/m3。流體密度為0.4043kg/m3;冷卻水用量為3t/h,采用DPM模型計(jì)算冷卻水液滴分布狀態(tài),冷卻水噴嘴模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,選solid-cone,擴(kuò)散角55°,噴槍示意如圖2所示。

CFD模擬:檢查氣流均勻性(速度云圖)和顆粒軌跡(DPM模型)。

經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比:如L/H 比值通常取3~5(粗顆粒)或5~10(細(xì)顆粒)

一種粉塵顆粒沉降室,在混冷風(fēng)、噴冷卻水的作用下,沉降效率大小模擬分析的圖3

圖2 噴嘴噴水方向示意圖

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本事例主要描述在有冷風(fēng)混入高溫氣體或冷卻水噴射入高溫氣體內(nèi)時(shí),冷風(fēng)氣體及冷卻水粒子在沉降室內(nèi)的分布狀態(tài),是否有助于熱煙氣的完全混合降溫,另外,對(duì)該沉降室的沉降效率也做了模擬分析。

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