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(lián)網(wǎng)

概述

脫硫吸收塔是對工業(yè)廢氣進(jìn)行脫硫處理的設(shè)備,采用濕法煙氣脫硫環(huán)保技術(shù)的核心工藝都是在脫硫吸收塔內(nèi)實現(xiàn)的。通過CFD流場計算的數(shù)值仿真技術(shù),可以準(zhǔn)確模擬脫硫過程中的換熱反應(yīng)、相變反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng),成為脫硫吸收塔設(shè)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(nèi),對煙氣中的有害氣體進(jìn)行化學(xué)吸收。為了強(qiáng)化吸收過程,提高脫硫效率,需要對吸收塔內(nèi)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(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計,使煙氣流態(tài)、除塵劑霧化除塵效果達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。借助CAE技術(shù),可以掌握吸收塔內(nèi)真實的流動狀態(tài),有針對性的對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計修改,縮短產(chǎn)品研制周期。

脫硫吸收塔三維建模與仿真計算工具

安世中德針對脫硫吸收塔等環(huán)保設(shè)備,基于ANSYS Workbench平臺開發(fā)了專用脫硫吸收塔三維建模與仿真計算工具,實現(xiàn)了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計算與結(jié)果報告。

脫硫吸收塔仿真計算工具的優(yōu)勢體現(xiàn)在:

(1)三維參數(shù)化整體建模。包含塔外形、塔煙氣進(jìn)出口、噴淋層結(jié)構(gòu)、增效內(nèi)構(gòu)件結(jié)構(gòu)等的基于部件的全三維交互式參數(shù)化建模;模板中的設(shè)計參數(shù)和計算參數(shù)的對應(yīng)描述。

(2)實用噴嘴布局工具?？梢暬瘒娮觳季?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(xì)的噴嘴參數(shù)設(shè)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(wǎng)格化分。極少的參數(shù)控制,生成高質(zhì)量的六面體主導(dǎo)的模型網(wǎng)格。

(4)友好的面向設(shè)計人員的計算設(shè)置。數(shù)值計算本身固化后置于后臺,工藝設(shè)計相關(guān)參數(shù)置于前臺。

(5)定制化結(jié)果顯示。根據(jù)實際要求,可以給出塔內(nèi)不同物理場合不同位置的結(jié)果圖顯示,并可以給出客戶關(guān)注的數(shù)據(jù)信息。

(6)自動化生成仿真報告。后臺獲取模型、網(wǎng)格、計算設(shè)置、結(jié)果后處理等參數(shù),根據(jù)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應(yīng)用實例

脫硫吸收塔工藝仿真計算工具已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用,被應(yīng)用于某電力行業(yè)設(shè)計院的脫硫吸收塔工藝仿真設(shè)計過程。

圖3~圖5所示為某脫硫吸收塔內(nèi)部流場的有限元模型。應(yīng)用脫硫吸收塔工藝仿真計算工具實現(xiàn)了該儲罐的快速建模以及在各種設(shè)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(jié)果,為設(shè)計、驗算與改進(jìn)提供了依據(jù)。圖6-圖11所示。