各位在关心RTO装置热效率的时候,关注点大多集中在蜂窝陶瓷蓄热体材质、孔密度、耐温性能这些蜂窝陶瓷蓄热体基础指标上。但很多人容易忽略一个核心问题:蜂窝陶瓷蓄热体能不能充分发挥出设计性能?
常规蜂窝陶瓷蓄热体底部多为平齐结构,平铺装填后,废气从蓄热室底部风斗向上进入陶瓷层时,很容易形成中心偏流:部分蓄热陶瓷体孔径堵塞后,容易形成回流、滞流区,影响蓄热陶瓷体利用率。
陕西瑟尔莫环保与蓄热体供应商联合针对蜂窝陶瓷蓄热体结构开展专项优化:在蜂窝蓄热陶瓷底部增加5~8mm导流台阶,重构蓄热室内部流场,从结构上改善气流分布效果,实现降阻提效。
一、蓄热陶瓷体设计的CFD仿真分析
本次蜂窝蓄热陶瓷结构设计为平面、双槽两种底面结构,用 CFD 流场、温度场仿真模拟,最终得出最优设计结果。
《1》CFD流场仿真分析
基础工况参数:
(1)废气设计流量Q=30,000m³/h,废气设计温度80℃
(2)RTO装置年运行360天,每日连续运行24h;电单价8元/kWh,天然气单价:4元/Nm³
(3)蜂窝蓄热陶瓷体尺寸:150*150*300mm,43×43 孔(150×150 mm 截面),5层
(4)考虑到实体模型孔数较多,仿真模拟计算量较大,本次仿真模拟均搭建1/4模型作为基础模型
1、蜂窝陶瓷蓄热体常规设计:

平面结构蓄热陶瓷体流场仿真模拟—1/4实体建模模型

平面结构蓄热陶瓷体结构图
蜂窝蓄热陶瓷体底部为平面结构;
经CFD仿真结果分析系统内总压降:
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2、蜂窝陶瓷蓄热体结构优化后设计:

双槽结构蓄热陶瓷体流场仿真模拟—1/4实体建模模型

双槽结构蓄热陶瓷体结构图
蜂窝蓄热陶瓷体底部增加5~8mm导流台阶;
经CFD仿真结果分析系统内总压降:
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《2》CFD温度场仿真分析

蓄热陶瓷体温度场仿真模拟—1/4实体建模模型
经CFD仿真结果分析,同等条件下:
43孔平面结构蜂窝蓄热陶瓷体热效率约:95%
43孔双槽结构蜂窝蓄热陶瓷体热效率约:95.5%
二、蓄热陶瓷体设计优化的节能收益分析


三、结语:
节能,往往不在宏大的改造,而是流场、温度场、热能分析等系统性工程。 一块蜂窝蓄热陶瓷底部台阶优化改进,可使流场更均匀,阻力更低,热回收效率从 95% 提到 95.5%,一年省下的能耗费用以十万计。陕西瑟尔莫环保,专注 RTO 蓄热燃烧系统精细化的流场、温度场、热能分析,从管道阻力、烟囱自拔力、蓄热床布气等细节入手,持续打磨低能耗、高稳定的 VOC 治理装备。
如果您有VOCs治理需求,我们可免费提供整厂VOCs治理解决方案。