全国能源信息平台|「视频摘要」清华大学杨海瑞教授团队：脱硫湿烟气喷淋冷凝过程数值模拟研究( 二 ) 【能源人都在看

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模拟结果与分析当底层喷淋布置在距离烟气入口2.2 m、喷淋层间距为1 m时，出口烟气温度最低，冷凝效果最好。喷淋层间距对于流场均匀性和换热有重要影响。寻找合适的间距，不需额外过多耗费资金，可达到相对较好的冷凝效果，是一种切实可行的提高气液之间传热传质的方法，以600 MW机组为例，出口烟气温度降低1 ℃ ，每小时可回收至少0.34 t水资源。
图3 不同喷淋层间距下出口烟气温度
图4 不同喷淋层间距下烟气流线
60°前增大喷嘴角度的传热传质效果强于60°后喷嘴角度增大。找到合适的喷嘴角度，可使液滴尽可能多地覆盖在整个烟气流动截面上，保证流场的均匀性，增大气液接触面积，以低成本来得到较大的经济效益。
图5 不同喷嘴角度下出口烟气温度
图6 不同喷嘴角度下两喷淋层温度
在其他运行参数不变的情况下，不考虑液滴夹带，液滴粒径越小，气液接触面积越大，传热传质越强烈，烟气的冷却速度越快，冷却后的烟气温度分布越均匀。而液滴直径对于冷凝室出口温度的影响并不呈现为一次函数。雾化条件较好时，不考虑液滴夹带条件下，将液滴直径减小到210 μm以下，可将湿烟气从323 K至少冷凝至311.75 K ， 600 MW机组每小时可回收至少80 t水资源及6.59 MW能量，环保、经济效益显著。
图7 不同液滴直径下出口烟气温度
液气比大于3 L/Nm3时，继续增大液气比，冷凝效果增强程度不明显。液气比的增加意味着需要耗费大量的冷凝水以及更多的电能，所以实际应用中应该结合经济性综合考虑。
图8 不同液气比下出口烟气温度
图9 不同液气比下烟气流场分布
温差与水蒸气分压差是驱动气液热质交换的动力，故而加大温差有利于气液传热传质的进行。烟气放出显热的同时，还释放了大量潜热。因此，液滴温度越低，气液之间的热湿交换效率越高。
图10 不同液滴温度下出口烟气温度
图11 不同喷淋水温度下出口烟气含湿量
烟气流速为3.5 m/s时，出口温度最低。改变烟气流速，使烟气停留时间与湍流强度处在合适的条件下，带来较好的换热效果。