搜索案例 | 脫硫吸收塔工藝仿真計算工具
2017-08-28 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
脫硫吸收塔是對工業廢氣進行脫硫處理的設備,采用濕法煙氣脫硫環保技術的核心工藝都是在脫硫吸收塔內實現的。通過CFD流場計算的數值仿真技術,可以準確模擬脫硫過程中的換熱反應、相變反應和化學反應,成為脫硫吸收塔設計的重要手段。
圖1. 常見噴淋式吸收塔示意圖
在脫硫吸收塔內,對煙氣中的有害氣體進行化學吸收。為了強化吸收過程,提高脫硫效率,需要對吸收塔內噴淋層布局,噴嘴形式,除霧器、肋板、煙氣入口和煙氣出口的位置進行綜合優化設計,使煙氣流態、除塵劑霧化除塵效果達到最優狀態。借助CAE技術,可以掌握吸收塔內真實的流動狀態,有針對性的對結構進行設計修改,縮短產品研制周期。
安世中德針對脫硫吸收塔等環保設備,基于ANSYS Workbench平臺開發了專用脫硫吸收塔三維建模與仿真計算工具,實現了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計算與結果報告。
脫硫吸收塔仿真計算工具的優勢體現在:
(1)三維參數化整體建模。包含塔外形、塔煙氣進出口、噴淋層結構、增效內構件結構等的基于部件的全三維交互式參數化建模;模板中的設計參數和計算參數的對應描述。
(2)實用噴嘴布局工具。可視化噴嘴布局,針對多層噴嘴布置的圓形噴嘴布局和矩形噴嘴布局算法,詳細的噴嘴參數設置,自動生成Fluent腳本文件。
圖2. 脫硫吸收塔整體三維有限元模型
(3)高度自動化的網格化分。極少的參數控制,生成高質量的六面體主導的模型網格。
(4)友好的面向設計人員的計算設置。數值計算本身固化后置于后臺,工藝設計相關參數置于前臺。
(5)定制化結果顯示。根據實際要求,可以給出塔內不同物理場合不同位置的結果圖顯示,并可以給出客戶關注的數據信息。
(6)自動化生成仿真報告。后臺獲取模型、網格、計算設置、結果后處理等參數,根據客戶要求,自動生成指定格式的仿真報告。
脫硫吸收塔工藝仿真計算工具已經得到了成功的應用,被應用于某電力行業設計院的脫硫吸收塔工藝仿真設計過程。
圖3~圖5所示為某脫硫吸收塔內部流場的有限元模型。應用脫硫吸收塔工藝仿真計算工具實現了該儲罐的快速建模以及在各種設計工況下的高效計算與組合,獲取了溫度、壓力、煙氣濃度、速度等結果,為設計、驗算與改進提供了依據。圖6-圖11所示。
圖3. 吸收塔有限元模型
圖4. 模型局部圖
圖5. 噴嘴布局工具界面
圖6. 某截面壓力場分布
圖7. 某截面速度場分布
圖8. 某截面溫度場分布
圖9. 某截面除塵劑濃度分布
圖10. 某截面煙氣濃度分布
圖11. 塔內煙氣流線分布
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