多級噴動脫硫塔內霧化與蒸發(fā)過程的數值模擬研究.pdf

1、半干法煙氣脫硫技術的共性特點是工藝過程中水的適量介入，對于典型工藝，其介入方式是將水或漿液霧化成一定粒徑的液滴，與煙氣進行傳熱傳質過程，將SO2以穩(wěn)定硫酸鹽的形式固定下來。研究發(fā)現在半干法工藝中，液態(tài)水的存在是SO2吸收及脫除過程的關鍵控制步驟，而脫硫塔內的蒸發(fā)過程是影響液態(tài)水存在的主要因素。因此，控制吸收塔內蒸發(fā)過程對于SO2脫除及吸收塔高效穩(wěn)定運行具有重要意義。
　　本文以CFD軟件Fluent為計算平臺，對吸收塔內噴霧干燥過

2、程進行了數值模擬研究，詳細分析了壓力旋流式霧化模型及相關子模型，研究了各因素對模型計算結果的影響，得到了所選霧化噴嘴的霧化特性、吸收塔內溫濕度及液相分布特性以及介質入口條件等因素對一級塔體內液相蒸發(fā)過程的影響規(guī)律。
　　液滴碰撞模型和碰壁處理模式是準確地模擬吸收塔內液滴霧化及蒸發(fā)過程的關鍵，本文對其進行了詳細研究。發(fā)現計算網格尺寸、時間步長、顆粒流數量及初始液滴粒徑等因素均對液滴碰撞模型有明顯影響。Fluent中所提供的液滴碰壁模

3、式無法描述吸收塔內液滴碰壁行為，本文以Wachters和C.Weiss等人的噴霧碰壁試驗結論為依據，采用無量綱We數衡量吸收塔內液滴的碰壁行為。分析結果表明沿吸收塔高度方向，壁面處液滴的最大We數均小于臨界值，液滴碰壁后的行為將主要體現為粘壁現象。
　　壓力式噴嘴的霧化特性主要受霧化壓力、噴嘴直徑、液體黏度及表面張力影響。本文通過量綱分析法得到了噴嘴霧化平均索特直徑與上述因素間的無量綱關系，采用最小二乘法求得關系式中的各未知參數。