多級(jí)液柱噴射塔的流場(chǎng)特性分析與傳質(zhì)模型探討.pdf

1、反應(yīng)吸收設(shè)備是濕法脫硫工藝的核心部件，直接決定著脫硫效率和投資成本。多級(jí)多尺度液柱噴射脫硫塔是筆者所在課題組提出的旨在強(qiáng)化氣液傳質(zhì)、提高脫硫效率及降低設(shè)備投資的新技術(shù)構(gòu)思，但缺乏相關(guān)的理論研究。本文以FLUENT軟件為工具，建立了多級(jí)液柱噴射塔的數(shù)值模型，并與單級(jí)液柱塔進(jìn)行了對(duì)比分析，在此基礎(chǔ)上，依托20t·h-1燃煤鍋爐煙氣脫硫項(xiàng)目，對(duì)多級(jí)液柱塔的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。另外，還對(duì)多級(jí)液柱噴射塔的傳質(zhì)反應(yīng)過程進(jìn)行了分析與探討。

2、　　首先，在氣相條件下，采用數(shù)值模擬手段對(duì)不同進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對(duì)多級(jí)液柱噴射塔內(nèi)氣相流場(chǎng)的影響進(jìn)行了模擬與分析，依據(jù)模擬結(jié)果，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)合理的三下缺口進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，選取Plain-OrificeAtomizer霧化模型引入液相，對(duì)噴嘴的霧化特性進(jìn)行了模擬優(yōu)化，最終建立了在不同高度上具有不同粒徑的三級(jí)液滴密集層的數(shù)值模型，其基本參數(shù)為:(1)底層噴射高度h=1.1m，粒徑分布R=exp[-(d/441.6)5.84]，索特直徑382μm;

3、(2)中層噴射高度h=2m，粒徑分布R=exp[-(d/669.3)4.09]，索特直徑579μm;(3)高層噴射高度h=3.1m，粒徑分布R=exp[-(d/1364)3.84]，索特直徑1180μm。
　　其次，依托沈陽化肥總廠的煙氣脫硫項(xiàng)目，對(duì)單級(jí)液柱塔和多級(jí)多尺度液柱塔進(jìn)行了數(shù)值模擬與分析。結(jié)果表明:通過增設(shè)液滴密集層，多級(jí)液柱噴射塔填補(bǔ)了單級(jí)塔體底部的液滴空隙區(qū)，提高了氣液接觸面積，更利于氣液傳質(zhì)。
　　再次，以2

4、0t·h-1燃煤鍋爐煙氣脫硫?yàn)閷?duì)象，選用石灰漿液為脫硫劑，從理論上分析了吸收反應(yīng)過程，進(jìn)行了工藝計(jì)算，并完成了多級(jí)液柱噴射塔的主體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)，選擇了合適的噴嘴型號(hào)。從工程角度上對(duì)多級(jí)液柱噴射塔的可行性進(jìn)行了設(shè)計(jì)嘗試，以給其實(shí)驗(yàn)裝置的建立及未來的工業(yè)化推廣提供技術(shù)支持。
　　最后，針對(duì)單個(gè)微細(xì)液滴建立了液滴內(nèi)部及液滴周圍氣相中二氧化硫的濃度分布方程，在相關(guān)假設(shè)的前提下，設(shè)定初始條件和邊界條件，采用對(duì)空間和時(shí)間的差分方法，得到