新型湿法除尘脱硫斜板塔的数值模拟硕士学位论文

《新型湿法除尘脱硫斜板塔的数值模拟硕士学位论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南大学硕士学位论文新型湿法除尘脱硫斜板塔的数值模拟姓名：李思民申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：李彩亭20070425硕士学位论文摘要我国现阶段的大气污染物主要以总悬浮颗粒物、二氧化硫为主，环境保护工作者对如何减少和控制大气污染进行了大量的研究。李彩亭教授在总结前人的基础上自主开发设计了两种新型湿法除尘除有害气体的斜板塔：矩形斜板塔和伞罩形斜板塔。该系列装置不仅除尘效率高，而且能有效地去除有毒有害气体，体积小，结构简单，维护方便，运行费用低，具有广泛的应用前景。为了观察塔内流场分布规律，运用CFD（计算流体力学）软件，对两种新型塔内气液两相流动进行了数值模拟。在气体单相流

2、方面，采用标准k-ε湍流模型进行描述，运用SIMPLE算法对湍流方程进行离散，模拟了矩形塔和斜板塔在空塔气速为2－4m/s下的塔内流场，结果发现：气体的湍流度显著增加，斜板除尘塔能有效延长气体的塔内停留时间；在塔体的进口区域会出现烟气冲壁的现象；采用中心出口的圆柱型塔可以有效地避免气体“死区”的产生。在气液两相流动方面，建立了以颗粒动力学理论为基础的双流体模型，模型中考虑了气液两相耦合，修正了气液两相流动中的湍流动能k和湍流动能耗散率ε输运方程的源项，对实验装置进行了瞬态和稳态的数值模拟。模拟当中，液滴的壁面模型采用壁面液膜模型。结果表明：喷淋液体对气场有一定的整流作用，在喷嘴处可

3、以观察到气体卷吸的现象；增大进口气速，可增大液滴在塔内的充满度，但同时会出现液滴夹带的现象。3最后，在空塔气速为2-2.75m/s内，液气比为0.25-1L/m工况下对塔内的压力损失进行实验验证，相对误差小于7.48％，实验值与模拟值吻合较好。该模拟为塔体的进一步优化设计提供了依据。关键词：斜板塔；数值模拟；气液两相流；标准k-ε湍流模型；颗粒轨道模型；壁面液膜模型I新型湿法除尘脱硫斜板塔的数值模拟AbstractThetotalsuspendedparticulate(TSP)andsulfurdioxidearestilltheprimaryairpollutantofChin

4、ainpresentperiod,andenvironmentprotectionoperatorshavedonealotofstudytoreduceandcontroltheairpollutant.Onthebasisofsystematicallysummarizingpredecessors'work,ProfessorLiCaitingdesignedthenewtwotypesoftowersforwetdedustingandhazardousgasremoval,whichwerethetowerwithrectangleslopingplatesandthet

5、owerwithumbrellaslopingplates.Withthehighefficiencyofdustremoving,simpleandcompactconfiguration,andlowoperatingcost,theequipmentshaswideapplicationinthefuture.Inordertoobservethedistributionlawsofthetowers’flowfield,thegas-liquidtwo-phaseflowinthetwonewtypesoftowerswasnumericallysimulatedbyusi

6、ngofCFD(computationalfluiddynamics)software.Thegas-phasesimulationdescribedwithstandardk-εturbulencemodelwasadoptedSIMPLEalgorithm.Inthispaper,thegasflowfordifferentmodelswassimulatedwiththegasvelocityoftowerfrom2to4m/s.Theresultshowedthattheslopingplatescouldintensifythegasdisturbanceanddelay

7、thegasresidencetime,whichweregoodfordedustingandremovingthehazardousgas;also,thegasimpingementwasobservedonwallinthetower’sregionofinlet;thedeadareacanbeeffectivelyavoidedinthecylindertowerswiththecentraloutlet.Thegas-liquidtwo-fluidmod