多級(jí)噴動(dòng)脫硫塔內(nèi)霧化與蒸發(fā)過(guò)程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、半干法煙氣脫硫技術(shù)的共性特點(diǎn)是工藝過(guò)程中水的適量介入，對(duì)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(jìn)行傳熱傳質(zhì)過(guò)程，將SO2以穩(wěn)定硫酸鹽的形式固定下來(lái)。研究發(fā)現(xiàn)在半干法工藝中，液態(tài)水的存在是SO2吸收及脫除過(guò)程的關(guān)鍵控制步驟，而脫硫塔內(nèi)的蒸發(fā)過(guò)程是影響液態(tài)水存在的主要因素。因此，控制吸收塔內(nèi)蒸發(fā)過(guò)程對(duì)于SO2脫除及吸收塔高效穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
　　本文以CFD軟件Fluent為計(jì)算平臺(tái)，對(duì)吸收塔內(nèi)噴霧干燥過(guò)

2、程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，詳細(xì)分析了壓力旋流式霧化模型及相關(guān)子模型，研究了各因素對(duì)模型計(jì)算結(jié)果的影響，得到了所選霧化噴嘴的霧化特性、吸收塔內(nèi)溫濕度及液相分布特性以及介質(zhì)入口條件等因素對(duì)一級(jí)塔體內(nèi)液相蒸發(fā)過(guò)程的影響規(guī)律。
　　液滴碰撞模型和碰壁處理模式是準(zhǔn)確地模擬吸收塔內(nèi)液滴霧化及蒸發(fā)過(guò)程的關(guān)鍵，本文對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)研究。發(fā)現(xiàn)計(jì)算網(wǎng)格尺寸、時(shí)間步長(zhǎng)、顆粒流數(shù)量及初始液滴粒徑等因素均對(duì)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(wú)法描述吸收塔內(nèi)液滴碰壁行為，本文以Wachters和C.Weiss等人的噴霧碰壁試驗(yàn)結(jié)論為依據(jù)，采用無(wú)量綱We數(shù)衡量吸收塔內(nèi)液滴的碰壁行為。分析結(jié)果表明沿吸收塔高度方向，壁面處液滴的最大We數(shù)均小于臨界值，液滴碰壁后的行為將主要體現(xiàn)為粘壁現(xiàn)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(guò)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(wú)量綱關(guān)系，采用最小二乘法求得關(guān)系式中的各未知參數(shù)。