亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        活性炭吸附設(shè)備流場(chǎng)分析優(yōu)化與應(yīng)用

        2024-01-17 06:57:44林滔
        能源與環(huán)境 2023年6期
        關(guān)鍵詞:吸附器氣速孔板

        林滔

        (福建龍凈環(huán)保股份有限公司 福建龍巖 364000)

        隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展,能源利用與工業(yè)活動(dòng)高度活躍,導(dǎo)致大量污染物排放于大氣中,而揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是典型污染物之一,對(duì)人體健康、局部空氣質(zhì)量、區(qū)域性大氣復(fù)合污染有著重要的影響[1]。目前,針對(duì)VOCs 的處理技術(shù),主要有冷凝法、吸附法、膜分離法、燃燒法、生物法等,而活性炭吸附法作為當(dāng)前成熟的工藝,具有較好的VOCs 吸附性能,適用于中低濃度、高通量的VOCs廢氣治理,具有去除效率高、能耗低、易于推廣的特點(diǎn)[2]。然而,在VOCs 治理工程中的活性炭吸附設(shè)備內(nèi)部,流場(chǎng)分布不均影響吸附劑有效接觸面積及穿透曲線,直接影響VOCs 的吸附效率。為此,有必要針對(duì)VOCs 廢氣治理設(shè)備內(nèi)部的流場(chǎng)進(jìn)行研究。

        現(xiàn)有針對(duì)吸附設(shè)備的流場(chǎng)研究分析,主要集中在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、氣體分布裝置對(duì)設(shè)備內(nèi)部流場(chǎng)的影響。在設(shè)備結(jié)構(gòu)方面,徐攀等[3]研究了在吸附和解吸2 種工況下吸附器內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)與吸附性能之間的影響關(guān)系,并獲得可用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)制造的擬合關(guān)聯(lián)式。芮道哲等[4]對(duì)分層并聯(lián)的徑向流吸附器床層中流體流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算分析,發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)方式的吸附器內(nèi)部流場(chǎng)均布性提高80%。在氣體分布裝置方面,田津津等[5]對(duì)變壓吸附系統(tǒng)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)分布器結(jié)構(gòu)是影響氣體分配效果的主要因素。劉義鑫等[6]利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件研究分析了原氣體分布器、改進(jìn)型氣體分布器及多孔板對(duì)吸附器內(nèi)部流場(chǎng)的影響程度,發(fā)現(xiàn)氣體分布器與孔板相結(jié)合的方式,吸附截面上氣體分布最均勻,并通過(guò)試驗(yàn)獲得極好的一致性。王浩宇等[7]利用CFD 方法對(duì)軸流吸附器內(nèi)部氣體流動(dòng)特性進(jìn)行分析,得出軸向吸附器配合擋板與孔板的方式可使吸附器內(nèi)部流場(chǎng)明顯改善。

        從上述文獻(xiàn)可以看出針對(duì)單個(gè)吸附設(shè)備的內(nèi)部流場(chǎng)優(yōu)化分析具有部分研究,但針對(duì)整體吸附設(shè)備工藝系統(tǒng)的流場(chǎng)研究分析,卻少有翔實(shí)報(bào)道。作為大風(fēng)量、低濃度VOCs 廢氣治理主流工藝,“活性炭吸脫附+催化氧化”工藝一般設(shè)計(jì)有多個(gè)并聯(lián)吸附設(shè)備[8],應(yīng)用于實(shí)際治理工程的吸附系統(tǒng)設(shè)備往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者已有的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的,鮮有相關(guān)的流場(chǎng)理論指導(dǎo)。本文以現(xiàn)有VOCs 廢氣治理設(shè)備為研究對(duì)象,采用CFD方法對(duì)活性炭吸附設(shè)備進(jìn)行流場(chǎng)分析并提出改進(jìn)措施,為吸附設(shè)備整體工藝系統(tǒng)的流場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

        1 項(xiàng)目概況與問(wèn)題

        某企業(yè)為有組織噴漆(油性漆)廢氣處理配備1 套廢氣治理設(shè)備,處理風(fēng)量為10 萬(wàn)m3/h,采用“活性炭吸附濃縮+催化燃燒”治理工藝,即廢氣經(jīng)前處理過(guò)濾漆霧等粉塵顆粒后再經(jīng)過(guò)活性炭吸附箱吸附VOCs 組分,最后經(jīng)煙囪排放。運(yùn)行模式為6 吸/5 吸1 脫,非甲烷總烴(NMHC)排放要求≤70 mg/m3。

        系統(tǒng)設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,在確?;钚蕴拷孛媪魉?、裝填量、入口濃度、廢氣溫度等參數(shù)合適的情況下,仍有排放超標(biāo)現(xiàn)象,可能是設(shè)備內(nèi)氣流分布不均導(dǎo)致吸附材料無(wú)法高效吸附廢氣中的有機(jī)組分,需對(duì)設(shè)備進(jìn)行流場(chǎng)分析。

        2 幾何模型與邊界條件

        2.1 幾何模型

        為貼近實(shí)際工況,以煙氣入口及吸附箱后接煙道出口為界,按照實(shí)際比例建立包含預(yù)處理設(shè)備、活性炭吸附箱、部分風(fēng)管在內(nèi)的計(jì)算模型。每個(gè)吸附箱內(nèi)部設(shè)置分布孔板及吸附劑,見(jiàn)圖1。

        圖1 幾何模型

        2.2 邊界條件

        (1)速度入口條件,實(shí)際計(jì)算流速11.574 m/s,初始溫度298 K。

        (2)壓力出口條件,設(shè)定出口壓力101 325 Pa。

        (3)內(nèi)部孔板多孔跳躍邊界條件,根據(jù)相應(yīng)開(kāi)孔率及厚度確定參數(shù)。

        (4)壁面及導(dǎo)流板采用非滲透性和非滑移固體壁面條件。

        3 模擬結(jié)果及分析

        3.1 原設(shè)備

        按照原吸附設(shè)備結(jié)構(gòu)建立的幾何模型基礎(chǔ)上,進(jìn)行了內(nèi)部流場(chǎng)模擬,系統(tǒng)設(shè)備速度云圖見(jiàn)圖2,分析統(tǒng)計(jì)吸附設(shè)備內(nèi)各碳箱流量、偏差及截面氣速分布,見(jiàn)表1 所示。

        表1 系統(tǒng)設(shè)備各碳箱的流量、流量偏差及截面流速分布

        圖2 原設(shè)備速度云圖

        可以看出,氣流從預(yù)處理設(shè)備流進(jìn)活性炭吸附箱頂部后,直沖進(jìn)入風(fēng)管尾部,進(jìn)入吸附箱的氣流流量從前往后呈現(xiàn)由少變多的規(guī)律,且流量偏差較大,大于±5%。通過(guò)復(fù)核吸附箱截面尺寸及廢氣處理量,截面氣速按照1.1 m/s 設(shè)計(jì),臨近蜂窩活性炭上限流速1.2 m/s[9]。應(yīng)盡量減少流量偏差,才能保證吸附箱截面流速處于合理范圍。

        對(duì)于單個(gè)吸附箱,吸附截面四周氣速較大,高者為2.49 m/s,吸附截面中心氣速較小,低者為0.35 m/s,呈現(xiàn)四周氣速高、中心氣速低的特點(diǎn),存在較為嚴(yán)重的邊流效應(yīng)。這樣,過(guò)高氣速形成射流,導(dǎo)致VOCs 分子向活性炭表面?zhèn)髻|(zhì)時(shí)間減少,影響吸附效果。另外,氣速分布極度不均,引起截面活性炭穿透時(shí)間不均,部分區(qū)域活性炭過(guò)早穿透失效,失去吸附作用,由此造成出口超排問(wèn)題。

        3.2 改進(jìn)措施

        從模擬結(jié)果看出,主要存在各吸附箱流量偏差較大且吸附箱內(nèi)部氣流分布不均的問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)使氣速盡量低于1.2 m/s 且氣速分布集中且均勻,以此獲得較好的廢氣凈化率。由于吸附設(shè)備為已建工程項(xiàng)目,不宜大肆改造,可通過(guò)內(nèi)部增設(shè)導(dǎo)流裝置或者修改分布孔板方式,來(lái)改善設(shè)備的氣流分布。

        從各吸附箱流量分布不均來(lái)看,這和系統(tǒng)設(shè)備本身氣流結(jié)構(gòu)、風(fēng)管內(nèi)導(dǎo)流缺失及各吸附箱內(nèi)分布孔板型式有關(guān),而吸附箱內(nèi)部氣流分布不均,與吸附箱本身結(jié)構(gòu),喇叭型入口角度尺寸、分布孔板型式有關(guān)。因此,可在煙氣入口處彎頭局部增設(shè)導(dǎo)流,并將各吸附箱入口處原平板型分布孔板重置優(yōu)化為喇叭型分布孔板,來(lái)完善氣流均布。參照以往類似項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)備,經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化嘗試,獲得彎頭局部導(dǎo)流板合適位置及轉(zhuǎn)彎半徑等參數(shù),見(jiàn)圖3。由于吸附箱內(nèi)的氣流邊流效應(yīng),且較多氣流均有涌向四周的趨勢(shì),使截面氣流分布不均,因此喇叭型分布孔板各面開(kāi)孔率需區(qū)別設(shè)置,且煙氣方向吸附箱流量偏差現(xiàn)象,不同吸附箱分布孔板開(kāi)孔率也需區(qū)別設(shè)置,經(jīng)過(guò)不斷優(yōu)化嘗試,獲得較合適的各孔板開(kāi)孔率參數(shù)設(shè)置,見(jiàn)圖4。

        圖3 彎頭局部增設(shè)導(dǎo)流

        圖4 孔板開(kāi)孔參數(shù)

        3.3 改進(jìn)設(shè)備

        改進(jìn)后,再次模擬內(nèi)部流場(chǎng),設(shè)備吸附截面速度云圖見(jiàn)圖5,各碳箱流量、偏差及截面氣速分布,見(jiàn)表2??梢钥闯?,進(jìn)入吸附箱的氣流依然呈現(xiàn)由少變多的現(xiàn)象,但流量偏差已經(jīng)縮小至±1.5%以內(nèi),在氣流進(jìn)入各個(gè)吸附箱后,截面平均氣速已基本接近。氣流在吸附箱內(nèi)依然有輕微的邊流效應(yīng),但氣流的均布性已獲得較大改善,相對(duì)均方根差均在0.2 以內(nèi),氣速相對(duì)集中,>1.2 m/s 的氣流所占面積有較大下降。因此,對(duì)于設(shè)備的改進(jìn)效果是良好的。

        表2 改進(jìn)設(shè)備各吸附箱的流量、流量偏差及截面流速分布

        圖5 改進(jìn)設(shè)備吸附截面速度云圖

        在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,該吸附設(shè)備存在5 吸1 脫運(yùn)行模式,即其中5 個(gè)吸附箱同時(shí)吸附VOCs 廢氣,另1 個(gè)吸附箱處于解吸或者備用狀態(tài),因此,需關(guān)閉其中1 個(gè)吸附箱進(jìn)行模擬。明顯地,各吸附箱左右對(duì)稱,僅關(guān)閉左側(cè)吸附箱進(jìn)行模擬,結(jié)果見(jiàn)表3、圖6 所示。可以看出,關(guān)閉左1、左2、左3 任一吸附箱后,流量偏差相對(duì)較低,平均氣速均<1.2 m/s,且氣速相對(duì)均方根均<0.2,從速度云圖看,>1.2 m/s 的氣流所占面積占幅小,氣速相對(duì)集中??梢哉J(rèn)為氣流均布良好。

        表3 關(guān)閉左1、左2、左3 時(shí)的模擬結(jié)果

        圖6 左1、左2、左3 關(guān)閉時(shí)速度云圖

        4 改進(jìn)前后設(shè)備運(yùn)行

        原設(shè)備經(jīng)工程改進(jìn)后,噴漆線恢復(fù)生產(chǎn)。在確?;钚蕴烤行г偕螅O(jiān)測(cè)該噴漆線有機(jī)廢氣濃度與改造前工況相似的初始噴漆時(shí)段,對(duì)比改造前后的廢氣處理效果,見(jiàn)圖7??梢钥闯觯陂_(kāi)始噴漆后的270 min 內(nèi),改進(jìn)前后入口有機(jī)廢氣濃度上升趨勢(shì)及水平基本一致。對(duì)比出口濃度,改進(jìn)前設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后,部分活性炭材料穿透,出口濃度急劇上升。而改進(jìn)后設(shè)備出口濃度緩慢上升,始終低于排放限值。說(shuō)明對(duì)于設(shè)備的流場(chǎng)優(yōu)化改造是合適的。

        圖7 設(shè)備改造前后進(jìn)出口非甲烷總烴濃度對(duì)比

        5 結(jié)語(yǔ)

        對(duì)于多吸附箱并聯(lián)組成的VOCs 吸附設(shè)備,各碳箱流量偏差過(guò)大及內(nèi)部流場(chǎng)均布不一的問(wèn)題,是吸附設(shè)備凈化率低的原因之一??赏ㄟ^(guò)CFD 方法,在各碳箱入口處設(shè)置開(kāi)孔不均的導(dǎo)流裝置,針對(duì)全吸或者多吸一脫的運(yùn)行模式,調(diào)整碳箱之間的流量偏差及內(nèi)部流場(chǎng),最終使吸附截面氣速均布且氣速<1.2 m/s,提升吸附設(shè)備對(duì)于VOCs 廢氣的凈化率。本文研究的多吸附箱吸附設(shè)備流場(chǎng)優(yōu)化,對(duì)于該工藝設(shè)備后續(xù)的選型設(shè)計(jì)具有一定參考意義。

        猜你喜歡
        吸附器氣速孔板
        核電廠高壓安注系統(tǒng)再循環(huán)管線節(jié)流孔板的分析與改進(jìn)
        核空氣凈化系統(tǒng)碘吸附器性能的綜合評(píng)價(jià)方法研究
        限流孔板的計(jì)算與應(yīng)用
        廣州化工(2020年6期)2020-04-18 03:30:20
        長(zhǎng)距離礦漿管道系統(tǒng)中消能孔板的運(yùn)行優(yōu)化
        濕法煙氣脫硫吸收塔阻力特性實(shí)驗(yàn)研究
        移動(dòng)式氣體純化裝置
        低溫與特氣(2018年2期)2018-04-16 22:14:05
        保證水處理過(guò)程的連續(xù)性
        新型折板除霧器的流場(chǎng)和壓降數(shù)值模擬
        氣田集輸站場(chǎng)火災(zāi)泄壓放空限流孔板計(jì)算解析
        D120 mm流化床冷模實(shí)驗(yàn)研究
        化工科技(2014年5期)2014-06-09 05:17:22
        日韩激情无码免费毛片| 国产精品麻豆成人AV电影艾秋 | 欧美日韩综合在线视频免费看| 亚洲第一区无码专区| 精品黑人一区二区三区久久hd| 亚洲一区二区女搞男| 国产精品特级毛片一区二区三区| 一本大道东京热无码| 久久精品国产亚洲vr| 中文少妇一区二区三区| 中文字幕成人乱码熟女精品国50| 亚洲精品熟女国产| 精品 无码 国产观看| 国产一级自拍av播放| 国产自拍偷拍视频免费在线观看| 巨大巨粗巨长 黑人长吊| 国产亚洲日韩欧美一区二区三区| 午夜日韩视频在线观看| 久久99热只有频精品8国语| 亚洲国产成人精品无码区二本| 亚洲制服中文字幕第一区| 国产成人高清精品亚洲一区| 精品人妻一区二区三区久久| 狠狠色噜噜狠狠狠888米奇视频 | 国产饥渴的富婆一凶二区| 人人妻人人狠人人爽天天综合网| 思思久久99er热只有频精品66| 在线看不卡的国产视频| 日本精品一区二区三区福利视频| 黑人大荫道bbwbbb高潮潮喷 | 一区二区三区熟妇人妻18| 免费国产自拍在线观看| 全免费a级毛片免费看网站| 精品少妇人妻成人一区二区| 国产中文色婷婷久久久精品| 中文天堂国产最新| 自拍偷拍亚洲一区| 日韩女优在线一区二区| 亚洲熟妇色自偷自拍另类| 亚洲av国产av综合av| 国产精品污一区二区三区在线观看 |