搜索案例 | 脱硫吸收塔工艺仿真计算工具
2017-08-28 by:CAE仿真在线 来源:互联网
脱硫吸收塔是对工业废气进行脱硫处理的设备,采用湿法烟气脱硫环保技术的核心工艺都是在脱硫吸收塔内实现的。通过CFD流场计算的数值仿真技术,可以准确模拟脱硫过程中的换热反应、相变反应和化学反应,成为脱硫吸收塔设计的重要手段。
图1. 常见喷淋式吸收塔示意图
在脱硫吸收塔内,对烟气中的有害气体进行化学吸收。为了强化吸收过程,提高脱硫效率,需要对吸收塔内喷淋层布局,喷嘴形式,除雾器、肋板、烟气入口和烟气出口的位置进行综合优化设计,使烟气流态、除尘剂雾化除尘效果达到最优状态。借助CAE技术,可以掌握吸收塔内真实的流动状态,有针对性的对结构进行设计修改,缩短产品研制周期。
安世中德针对脱硫吸收塔等环保设备,基于ANSYS Workbench平台开发了专用脱硫吸收塔三维建模与仿真计算工具,实现了脱硫吸收塔的快速精确建模、高效计算与结果报告。
脱硫吸收塔仿真计算工具的优势体现在:
(1)三维参数化整体建模。包含塔外形、塔烟气进出口、喷淋层结构、增效内构件结构等的基于部件的全三维交互式参数化建模;模板中的设计参数和计算参数的对应描述。
(2)实用喷嘴布局工具。可视化喷嘴布局,针对多层喷嘴布置的圆形喷嘴布局和矩形喷嘴布局算法,详细的喷嘴参数设置,自动生成Fluent脚本文件。
图2. 脱硫吸收塔整体三维有限元模型
(3)高度自动化的网格化分。极少的参数控制,生成高质量的六面体主导的模型网格。
(4)友好的面向设计人员的计算设置。数值计算本身固化后置于后台,工艺设计相关参数置于前台。
(5)定制化结果显示。根据实际要求,可以给出塔内不同物理场合不同位置的结果图显示,并可以给出客户关注的数据信息。
(6)自动化生成仿真报告。后台获取模型、网格、计算设置、结果后处理等参数,根据客户要求,自动生成指定格式的仿真报告。
脱硫吸收塔工艺仿真计算工具已经得到了成功的应用,被应用于某电力行业设计院的脱硫吸收塔工艺仿真设计过程。
图3~图5所示为某脱硫吸收塔内部流场的有限元模型。应用脱硫吸收塔工艺仿真计算工具实现了该储罐的快速建模以及在各种设计工况下的高效计算与组合,获取了温度、压力、烟气浓度、速度等结果,为设计、验算与改进提供了依据。图6-图11所示。
图3. 吸收塔有限元模型
图4. 模型局部图
图5. 喷嘴布局工具界面
图6. 某截面压力场分布
图7. 某截面速度场分布
图8. 某截面温度场分布
图9. 某截面除尘剂浓度分布
图10. 某截面烟气浓度分布
图11. 塔内烟气流线分布
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