脱硝塔气流均布及阻力CFD模拟分析

脱硝项目中，脱硝塔中布置4层催化剂，为保证脱硝效率和防止催化剂层堵塞、磨损，对脱硝塔（包含进出口管道、导流格栅与催化剂层等）做CFD模拟。

1、 脱硝塔三维模型图及断面监测位置

脱硝塔三维模型示意图

2、 计算参数

2.1计算模型

湍流模型采用标准k-e模型，湍流流场的计算采用有限体积法离散控制方程，算法采用SIMPLE算法，对流项采用一阶迎风格式，近壁面采用标准壁面函数法处理。假定流体是不可压缩的，作定常流动，整个模拟过程为等温过程,催化剂层采用多孔介质模型。

监测面考核指标

inlet为速度进口（velocity-inlet）；

outlet为压力出口（pressure-outlet）；

催化剂层为多孔介质。

                    监测面打点图

3、 计算结果及分析

3.1 原始结构

原脱硝塔模拟运行状态如下：

监测面的速度云图

整体速度流线图

监测面的速度相对标准偏差Sr

监测面的速度入射角度

分析：监测面的速度相对标准偏差Sr=65.82%，不满足判定标准要求，且速度入射角严重偏大，速度角度偏大会造成局部催化剂磨损，应该对该处的速度入射角进行调整，从而满足判定标准要求。

3.2 添加导流板

调整导流板后脱硝塔模拟运行结果如下：

监测面的速度云图

速度流线图

监测面的速度相对标准偏差Sr

监测面的速度入射角度值

分析：通过导流板的均流及对高速气流的扩散作用，计算结果速度相对标准偏差Sr及速度入射角度都满足判定标准要求。

3.3阻力控制

脱硝塔进出口烟道，其阻力模拟如下：

进口管道：160Pa（包含进口烟道与原烟道对接处局部阻力）

出口管道：248Pa（包含出口烟道与原烟道对接处局部阻力）

4、 结论

综上所述，在管道及进气口处添加导流板后，监测面位置的气流均布效果已达到要求，速度相对标准偏差Sr=6.63%<15%，最大速度入射角小于10&deg;，可以有效的避免催化剂积灰及气流对催化剂的磨损。