一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法技术

本发明专利技术公开了一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法


[0001]本专利技术涉及流场优化
，具体涉及一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法
。

技术介绍

[0002]碳酸钠俗称纯碱，在化学工业领域中有着关键的应用，在基本的工业产品生产的过程当中，碳酸钠经常被应用于工业生产的原料
。
现阶段我国大多的纯碱生产工艺是氨碱法
。
石灰窑气湿式静电除尘器氨碱工艺中重要设备，其除尘效率高低影响着了整个工艺的生产效率
。
[0003]石灰窑气湿式静电除尘器多为立管式结构，工作时，在高压电场的作用下电晕极附近的窑气被电离生成大量的正
、
负离子，离子碰到气体中灰尘粒子就附在尘粒上，向着电晕外区向收尘极
(
阳极管
)
方向移动，并汇积在管壁上
。
[0004]湿式静电除尘器上部喷淋装置定时冲洗后经塔底排污口放出，净化后的窑气由湿式静电除尘器塔顶被抽出，送入碳化工序
。
阳极除尘区域由几十根阳极管均匀排布组成，所以当每个阳极管内的含尘窑气量平均分布时，除尘效率最大
。
而石灰窑气湿式静电除尘器大多是侧向进气立管式除尘器，侧向进气会导致设备内气流分布明显不均匀，气流存在严重偏斜
、
流场紊乱等现象，从而导致有些阳极管内的窑气量太大，难以彻底除尘，有些阳极管内气量过小，无法发挥最大工作效率
。
同时，由于侧向进气，局部窑气还存在未经阳极管除尘，直接贴壁逃逸现象，进而大大影响整个湿式静电除尘器的除尘效率，因此对湿式静电除尘器内部流场模拟优化是当下急需解决的问题
。
[0005]此外，在模拟湿式静电除尘器这种大型设备的流场的时候，往往需要消耗大量的算力和时间，这会带来成本的提升，从而减慢了对湿式静电除尘器的研究进程，如何高效模拟得出湿式静电除尘器内的流场均匀度也是当下亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0006]解决的技术问题：本专利技术提出了一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法，用于模拟得出湿式静电除尘器内的流场均匀度
。
[0007]技术方案：
[0008]一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法，包括以下步骤：
[0009]S1、
参照湿式静电除尘器等比例建立三维几何模型；
[0010]S2、
对
S1
中建立的三维几何模型进行网格划分，使三维几何模型离散化，即通过有限的网格节点来描述实际的空间连续实体；
[0011]S3、
选取湿式静电除尘器底部筒体，以外部进气口为入口
,
阳极入口断面为出口，运用流场仿真软件对底部筒体流场进行仿真模拟；
[0012]S4、
以阳极入口断面为基准面得出气体分布云图，选择通过阳极入口断面中心的线段，且线段两端对称分布在所述阳极入口断面中心的两侧，在线段上均匀选取五个点，并
使用五点法模拟阳极入口断面的气体流速分布情况；
[0013]S5、
判断气体流速的模拟结果能否满足分布均匀要求
。
[0014]进一步的，步骤
S3
中，所述湿式静电除尘器底部筒体结构为：筒体右侧设置入口，筒体的阳极入口断面设置为出口，筒体内设置有弯筒型窑气输送管道，弯筒型窑气输送管道一端连通入口，另一端朝向筒体的底部，以此基础上的湿式静电除尘器按照1：1的比例建立三维几何模型，即为模型一
。
[0015]进一步的，步骤
S3
中，所述湿式静电除尘器底部筒体内包括有气体均布装置，所述气体均布装置包括：
[0016]水箱，一侧开设有进气管并与筒体外部进气口连通，水箱的底部开设有排水孔；
[0017]漏斗型导流板，包括两个分别设置在水箱的顶部的第二漏斗型导流板和内部的第一漏斗型导流板，两个所述导流板互相连通，且第二漏斗型导流板顶部水平设置有筛板；
[0018]液位测量组件，用于实时监测所述水箱内的水位情况，包括感测连杆
、
滑动设置在所述感测连杆上的浮球液位计和信号转换器；
[0019]以此基础上的湿式静电除尘器按照1：1的比例建立三维几何模型，即为模型二
。
[0020]进一步的，步骤
S4
中，所述阳极入口断面位于所述湿式静电除尘器内阳极除尘区域下端垂直距离在
100mm
以内
。
[0021]进一步的，步骤
S4
中，所述线段长度为所述阳极除尘区域中相距最远的两个阳极管间的直线距离
。
[0022]进一步的，步骤
S4
中，所述五点法模拟阳极入口断面的气体流速的公式：
[0023][0024]其中，
σ
指气体均匀度；
v
i
指测点风速，
m/s
；
v
是平均速度，
m/s
；
n
表示测点数量
。
[0025]进一步的，分别对模型一和模型二重复
S2
‑
S5
中的步骤，获取计算结果并对比分析
。
[0026]有益效果：
[0027](1)
本专利技术提出的一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法，该方法选取阳极除尘区域以下除尘器底部装置进行流场模拟，并以阳极入口断面为基准面，采用五点法模拟可以得出即将进入除尘区域的气体的均匀度，大大减少了计算时间，为快速了解气速均匀度，进行相关优化研究，提供了便利
。
[0028](2)
本专利技术通过建立两个模型，通过对两个模型的模拟结果进行对比，可以得知通过改设水箱
、
漏斗型导流板
、
以及液位测量组件，可以对湿式静电除尘器内部的流场进行充分优化，以使其内部的气流均匀分布
、
并以均匀分布的状态与喷淋水充分接触，并进入阳极除尘区域进行充分除尘，通过两个模型的模拟结果对比，为后续气体均布性的优化提供了方向
。
附图说明
[0029]图1为实施例一石灰窑气湿式静电除尘器二维示意图；
[0030]图2为实施例一石灰窑气湿式静电除尘器底部筒体三维图；
[0031]图3为实施例一石灰窑气湿式静电除尘器底部筒体的入口
、
出口图；
[0032]图4为实施例一石灰窑气湿式静电除尘器底部筒体的气体流场分布图；
[0033]图5为实施例一五点法阳极入口断面图；
[0034]图6为实施例一五点法折线图；
[0035]图7为实施例二的湿式静电除尘器二维示意图；
[0036]图8为实施例二的气体均布装置三维图；
[0037]图9为实施例二的底部筒体的气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
参照湿式静电除尘器等比例建立三维几何模型；
S2、
对
S1
中建立的三维几何模型进行网格划分，使三维几何模型离散化，即通过有限的网格节点来描述实际的空间连续实体；
S3、
选取湿式静电除尘器底部筒体，以外部进气口为入口
,
阳极入口断面为出口，运用流场仿真软件对底部筒体流场进行仿真模拟；
S4、
以阳极入口断面为基准面得出气体分布云图，选择通过阳极入口断面中心的线段，且线段两端对称分布在所述阳极入口断面中心的两侧，在线段上均匀选取五个点，并使用五点法模拟阳极入口断面的气体流速分布情况；
S5、
判断气体流速的模拟结果能否满足分布均匀要求
。2.
根据权利要求1所述的一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法
,
其特征在于，步骤
S3
中，所述湿式静电除尘器底部筒体结构为：筒体右侧设置入口，筒体的阳极入口断面设置为出口，筒体内设置有弯筒型窑气输送管道，弯筒型窑气输送管道一端连通入口，另一端朝向筒体的底部，以此基础上的湿式静电除尘器按照1：1的比例建立三维几何模型，即为模型一
。3.
根据权利要求1所述的一种石灰窑气湿式静电除尘器内气体均布性的模拟优化方法
,
其特征在于，步骤
S3
中，所述湿式静电除尘器底部筒体内包括有气体均布装置，所述气体均布装置包括：水箱，一侧开设有进气管并与筒体外部进气口连通，水箱的底部开设有排水孔；漏斗型导流板，包括两个分别设置在水箱的顶部的第二漏斗型导流板和内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢云辉，李伯奎，郝俊杰，蒋素琴，李乡鹏，韩宇，郭威，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：