导叶式除雾器分离性能的数值研究及优化设计

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:raulhanlin
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除雾器是湿法烟气脱硫系统中必不可少的设备之一,其分离性能的好坏直接决定了整个脱硫装置能否稳定运行。导叶式除雾器由于具有结构相对简单、除雾效率高、可分离粒径小等优点而受到关注。本文采用计算流体力学软件Ansys Fluent,对导叶式除雾器的分离性能进行了数值模拟,重点研究了六种工艺参数对导叶式除雾器的除雾效率和压降的影响,六种工艺参数分别为叶片数、叶片偏转角度、导叶内圆柱直径、环隙宽度、旋流段筒高和进口气速。利用正交试验设计方法,对影响导叶式除雾器分离性能的工艺参数进行了优化设计,确定了一组最优的工艺参数组合,并得到了各工艺参数对导叶式除雾器的除雾效率和压降影响的主次关系。结果表明:随着叶片数的增加,除雾效率先逐渐增大,后趋于相对稳定,同时压降逐渐增大;随着叶片偏转角度的增大,除雾效率迅速增大,但增长速率逐渐减小,同时压降逐渐增大,但增长速率逐渐增大;随着导叶内圆柱直径的增大,除雾效率缓慢增大,同时压降随之缓慢增大;随着环隙宽度的增大,除雾效率逐渐减小,同时压降逐渐减小,其中,进口气速大时,随环隙宽度的增大,除雾效率减小的速率较快;随着旋流段筒高的增大,除雾效率先快速增大,后趋于相对稳定,同时压降逐渐增大;随着进口气速的增大,除雾效率快速增大,同时压降也快速增大。各工艺参数对导叶式除雾器的除雾效率的影响由主到次排列为:旋流段筒高、叶片偏转角度、叶片数、进口气速、导叶内圆柱直径和环隙宽度。各工艺参数对导叶式除雾器的压降的影响由主到次排列为:进口气速、叶片偏转角度、环隙宽度、旋流段筒高、叶片数和导叶内圆柱直径。通过正交设计方法得到的除雾器最佳工艺参数组合为:叶片数18,叶片偏转角度60°,导叶内圆柱直径152mm,环隙宽度18mm,旋流段筒高1136mm,进口气速3m/s。数值模拟方法下,与基准结构相比,最佳工艺参数组合下的除雾效率提高了9.23%,压降增加了25.74Pa。
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