硫酸蒸气在换热器表面沉积特性的数值研究

为了预测换热器表面酸蒸气的凝结行为,发展了一种新的数值计算模型。该模型通过结合H2SO4-H2O溶液的气液平衡实验数据和多元组分传输理论,能够实现壁面附近硫酸溶液(硫酸和水蒸气分压力)和烟气侧组分含量耦合,以及流体和固体界面耦合条件下凝结换热过程的数值求解。通过与已有实验结果的对比,验证了模型的可靠性。模型被用于一种在余热利用场合广泛采用的H型翅片管换热器,并给出了换热器表面的酸沉积率和酸液质量分数的分布。分析结果表明:在换热器翅片上,酸液质量分数的三维分布和翅片表面温度分布规律相一致;水蒸气体积分数升高会导致酸液质量分数急剧下降和沉积率上升,增加换热器低温腐蚀的风险;与此相反,增大烟气温度会导致酸液质量分数升高和沉积率下降,降低腐蚀的可能性。