湿法烟气脱硫(WFGD)喷淋塔内烟气流场的数值模拟研究
湿法烟气脱硫雾化喷嘴的数值模拟
力小 ， 流边缘压力大 ， 旋 中心 线 附 近 形 成 空 腔 ， 体 旋 转 形 成 液 环 形 薄 膜 。图 ３是 模 拟 流 体 质 点 从 人 口 到 出 口 的 迹 线 轴 侧
求解 方 法 采 用 ＳＭ Ｌ Ｉ Ｐ Ｅ算 法 ， 力 、 量 、 量 的 松 弛 因 压 动 能
子均取默认值 。 ３ ５ 计 算 ．
把 迭 代 次 数 设 为 ３０ 计 算 经 ２ ２步 收 敛 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ０， ５
４ 计 算 结 果 及 其 分 析 图 ２显 示 物 化 压 力 喷 嘴 的竖 直 中 心 断 面 ， 口处 中心 压 出
一
式 ， 而 标 准 一 然 ￡模 型 使 用 的 是 用 户 提 供 的 常 数 。 ④ 标 准
一 模 型是 一 种 高 雷 诺 数 的 模 型 ， Ｎ ￡ Ｒ Ｇ理 论 提 供 了 一 个 考 虑 低 雷 诺 数 流 动 粘 性 的解 析 公 式 ， 些 公 式 的效 用 依 靠 正 确 这
图 。图 中显 示 ， 体 在 喷 嘴 内 作 旋 流 ， 锥 形 旋 流 腔 旋 转 喷 流 经 出 ， 线 图 中显 示 空 腔 形 成 均 匀 良好 ， 腔 有 拉 长 的 趋 势 ， 迹 空 靠
３ ３ ３ ２ ２ ２ ２ ２ ， ， １ ９ ７ Ｉ ２ ５ 一 一 ５ ３ ２ Ｏ Ｂ ７ ５ ３ ２ Ｏ ９ ７ ５ ４ Ｏ ４ ｅ ， Ｂ Ｂ ７ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ｅ ２ ｅ
的应 用 也 愈 加 广 泛 。 （） 准 一 ２标 ￡模 型 。 最 简 单 且 完 整 的 湍 流 模 型 ， 是 ２ 它
喷淋式吸收塔塔塔内流场模拟及优化毕业论文
喷淋式吸收塔塔塔流场模拟及优化毕业论文目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 1 绪论. (1)1.1 脱硫技术概述 (2)1.1.1 燃烧前脱硫 (2)1.1.2 燃烧中脱硫 (3)1.1.3 燃烧后脱硫 (3)1.2 课题研究背景 (3)1.3 本文主要研究容 (5)2 常见的湿法脱硫技术介绍 (6)2.1石灰/石灰石一石膏法 (6)2.1.1反应原理 (6)2.1.2工艺流程及核心设备 (6)2.2湿式氨法 (7)2.2.1反应原理 (7)2.2.2吸收过程 (8)2.2.3中间产品处理 (8)2.2.4副产品的利用 (8)2.3喷淋式脱硫塔 (8)3 脱硫塔部烟气流场的数学模型 (10)3.1 基本假设 (10)3.2 湍流时均NS控制方程 (10)3.3 k－ε模型方程 (10)4 喷淋塔流场的数值模拟 (12)4.1 FLUENT软件及其应用简介 (12)4.2 物理原型及计算参数 (15)4.2.1 物理原型 (15)4.2.2 基本参数 (15)4.2.3 边界条件 (16)4.3 喷淋塔的网格划分 (16)4.3.1 基本假设 (16)4.3.2 网格划分 (17)5 关于流场的模拟计算及分析 (20)5.1 各个入口角度下的模拟结果 (20)5.1.1 入口角度为14°时的模拟结果 (20)5.1.2 入口角度为16°时的模拟结果 (22)5.1.3 入口角度为18°时的模拟结果 (24)5.1.4 入口角度为20°时的模拟结果 (26)5.2 喷淋塔的流场总观视图及残差收敛图 (28)5.3 模拟结果分析 (29)5.3.1 关于最佳入口角度的分析 (29)5.3.2 关于喷嘴分布的分析 (30)6 结论 (31)参考文献 (32)致谢 (34)1 绪论SO2是当今人类面临的主要大气污染物之一，其污染源分为两大类：天然污染源和人为污染源。
湿法烟气脱硫装置喷淋塔内烟气流场模拟
ｄ ｒｄｉｆ ｒ ｎｔｃ ｍｂｉ ａ ｉ ｎ ｍｏ ｓ ｏ ｉｆ ｒ ｎｔ ｓ ｒ ｙｉ ｅ ｌ ｈａ ｅ ｂ ｅ ａ ｒｅ ｕｔ Ｒｅ ｕ ｔ ｈ ｈ ｔ ｅ ｆｅ ｅ ｏ ｎ ｔｏ ｄｅ ｆ ｄ ｆｅ ｅ ｐ ａ ｎｇ ｌｖｅｓ， ｖ ｅ ｎ ｃ ｒ ｉ ｄ ｏ ｓ ｌｓ ｓ ｗｏ ｔ ａ
Ｓ ｅａ ｉ ｅ ｙ ｍ ｏ ｅ ｕ ｉ ｒ ｉ ｈ ｖ ｎ ｆｏ ｅ ｓ ｒ ｙ ｎ ｅ ｅ ｅ ｎ ｔ ｐ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｓ ｐ ａ ｉ ｇ ｌｖ ｌ Ｏ ｒ ｌ ｔｖ ｌ ｒ ｎ ｆ ｍ ｎ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｎ ｐ ａ ｉ ｇ ｌ ｖ ｌ ｉ ｇ ｓ ｏ ｐ ｄ， ｎ ｈ ｉ ｔｓ ｒ ｙ ｎ ｅ ｅ ｏ ｂ ｒ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗｉ ｈ ｅ ｏ ｄ ｓ ｒ ｙ ｎ ｅ ｅ ｅ ｎ ｎ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｕ ｄ ｒ５ ｏ ｉ ｅ ｔ ｔ ｅ ｓ ｃ ｎ ｐ ａ ｉ ｇ ｌｖ ｌｂ ｉ ｇ ｉ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｅ ｈ ０ ｆ ｅｇ ｓｌａ ｌ ａ ｏ ｄ ｕ
ｓ ｒｙｎ ｖｌ ｅ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｉ ｐ ｒｔ ｎｕ ｄ ｒ ０ ｆ ｅｇ ｓｌａ ；ｈ ｕ ａ ｏ ｆ ｌ ｈ ａｄｔｗｅ １ ｐ ａ ｉｇｌ ｅ ｂ ｉ ｏ ｅａｉ ｎ ｅ ％ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｌｅ ｓｆ ｗ ｅ ｉ ｔｅｓｉ ｏ ｒ ｓ 一 ｅ ｎ ｎ ｏ ７ ｕ ｏ ｆ ｇ ｌ ｉｄ ｎ ｉａ
热础 能研 基
湿 之烟 脱 蕊 装 置喷 沭 俘 Ｉ 烟 活 易 才 １ ｆ ） Ｉ ． １ ｃ
李 兴 华 ， 育 东 何
西安 热 工研 究 院 有 限 公 司 ， 西 西 安 陕 ７ ０ ３ １０２
［ 摘
要］ 结合 某电厂 ６ ０ＭＷ 机 组 湿 法烟 气脱 硫 装 置 （ 收 塔 为 ３层喷 淋 塔 ） 借 助 Ｆ ＵＥ ０ 吸 ， Ｌ ＮＴ
脱硫湿烟气喷淋冷凝过程数值模拟研究
脱硫湿烟气喷淋冷凝过程数值模拟研究大中型燃煤电厂多采纳湿法脱硫技术，脱硫过程导致大量水分蒸发，600 MW机组经湿法脱硫后排放的烟气中携带水蒸气超过200 t/h。
脱硫湿烟气中的水蒸气及低温余热是燃煤电厂水资源和能量损耗的重要局部。
讨论说明，脱硫后烟气中的液滴含量越少，烟囱出口烟尘含量越低，因此削减脱硫系统出口含湿量是提高脱硫系统协同除尘力量的关键。
正确理解湿烟气喷淋冷凝过程的传热、传质及相变规律，对于提高喷淋冷凝效果，降低水资源铺张具有重要意义。
前人讨论大多为喷淋方向及喷淋层组合方式，但喷淋冷却系统设计优化还不完善，如因喷淋层布置高度、喷嘴角度设置不合理而达不到抱负的冷却效果；或因喷淋水流量和温度不适宜导致水资源和能量的铺张；或因雾化程度过低，导致液滴粒径过大，造成气液接触面积小。
本文对湿法脱硫后烟气的冷凝过程进展数值模拟讨论，采纳双层喷淋布置，为增加气液接触时间在烟气入口上方布置填料，从冷凝室装置构造以及气液两相参数等方面进展了数值模拟和性能分析。
讨论喷淋层不同间距、喷嘴角度、液滴直径、液气比、液滴温度、烟气流速对于冷凝效果的影响，从而确定脱硫湿烟气冷凝优化条件，以期为工程实践供应参考，进而到达节水节能、消白、除尘一体化的目的。
1 模型建立及验证采纳双层喷淋布置，顶层喷淋距烟气入口截面3.2 m，底层喷淋距烟气入口截面2.2 m。
填料层高度为0.6 m，布置在烟气入口截面上方0.4 m 处。
图1 冷凝室简化模型气相与颗粒之间的耦合模型，本文采纳的是双向耦合模型。
离散相与连续相的双向耦合是通过求解连续相掌握方程和离散相运动方程来实现，直到两相不再随着迭代的进展而变化为止。
在5次转变液气比中，试验均重复3次，并采纳多个测点，故试验值为屡次试验的平均值。
模拟值与试验值最大肯定误差为 4.29 K，最大相对误差为9%；模拟值与试验值最小肯定误差为2.73 K，最大相对误差为3.61 %。
两者总体相差不大，故认为建模合理。
烟气脱硫喷淋塔内部流场物性的数值模拟
１Ｏ＋２ ． ｃＯ Ｏ
１ ０ ． ０
３
８Ｏ ｃ Ｏ ． ＋ ｌ Ｏ
８０ ｅ ０ ．０ ＋ ２
重 ６ｃ ．吲 ０ ０
４Ｏ ｃ Ｏ ． ＋ ｌ Ｏ
重６ ２ ． ｏ ｏ
４０ ｅ１２ ． ０ ０ ２０ ｅ ０ ． ＋２ ０
２ｏ ｃ ｏ ． ＋ ｌ ｏ
００ ｅ ０ ． ＋０ ０
１２ ｅ ０ ０ ＋ ３
４ ７
１０＋２ ． ｃ０ ０
１０ ｅ ０ ．０ ＋ ３
８Ｏ ｃ Ｏ ． ＋ ｌ Ｏ
８０ ｅ ０ ．０ ＋ ２
６ｏ ｃ ０ ．ｏ ＋ １
６ｏ ２ ．ｏ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
４０ ｃ ０ ． ＋ １ ０
４００＋ ２ ．（ ０
２０ ｃ Ｏ ． ＋ ｌ ０
２０ ｅ ０ ．０ ＋ ２
马 腾 ，郝 惠娣 ，冯 蓉蓉 ，秦 佩 ，张永 芳
（ 西北大学化工学院 ，陕西 西安 ７ ０ ６ １０ ９） 摘 要 ：采用Ｆｕｎ软件对 １０ Ｍｗ脱硫喷淋塔的内部流场进行了数值模拟 ，考察 了在 １０ ｌｅｔ ００ ２ 。双入 Ｅ烟道形式下， ｌ
不 同入 口角度 ０ 对其 内部速度场 、温度场及压力场分布 的影响。研究发现 ，入 口角度 ０为１。时 ，流场分布较均匀 。 ５ 关键词 ： 脱硫 喷淋塔 ； 双入 口烟道 ； 数值模拟
ｏＯ ｃ Ｏ ， ＋Ｏ Ｏ ５
一
０
５
１ ０
１ ５
２ Ｏ
２ ５
３ ０
３ ５
２０ ｅ ０ ． ＋２ ０ ５ ０ ５ １ ０ １ ５ ２ Ｏ ２ ５ ３ ０ ３ ５
塔 高／ ｍ
塔 高 ／ ｍ
Ⅱ（ ５ 未加 喷淋 １。）
300MW机组湿法烟气脱硫(WFGD)吸收塔内气液流场模拟
动量 守恒 控 制方 程 为 ：
－
＋ｄ － ｉ
）一
Ｐ ＿ ｉ （ ｒ ｄ（ ８ ｑ ｄ Ｖ ａ
＿ ＿ ＿
＋
（ ２）
图 １ ＷＦ ＧＤ吸 收 塔 示 意
＋ 机 （ 一 ＋ ｖ ｔ ｒ ｄ（ （ｏ ａ ｇ ＋
（ ３）
维普资讯
口烟道排 出 。
１ ３ 数 学模 型 ．
１ ３ １ 烟 气 流 场 控 制 方 程 ． ．
将 烟气 视 为 连 续 相 ， 用 欧 拉 法 对 其 进 行 描 述 。 采
基 于前 面假设 与 简化 ， 于 不 可压 缩 烟气 流 场 的连 续 对
控制 方程 可 表示 为 ：
ｄｉ Ｕ 一 ０ ｖ（’） （） １
鱼 （ ）一 ｄｆａ叫 ＋ ％ ＋ 叫 一 ａ ￣＆ ） Ｆ ｐ ｇ （） ＿ （ｒ ＋
（ ４）
式 （） ２ ～式 （ ） Ｐ为 静 压 ， Ｆ 、 为 浆 液滴 对 烟 ４中 Ｆ 、 Ｆ 气 流场 的反作 用力 。采 用时均 方法 可将式 （ ） ２ ～式 （ ） ４
由于喷 淋液滴 的分散 体 积 率较 小 （ 远小 于 １ ） Ｏ ，
故 采 用拉格 朗 日法 来 描 述 液滴 的运 动 较 为 精确 ， 即选 用 ＤＰ —Ｄ ｓｒｔ Ｐ ａ ｅＭｏ ｅ Ｍ ｉ ｅｅ ｈ ｓ ｄ ｌ 型来 跟 踪 液 滴 运 ｃ ｓ模 动 。吸收塔 内 的浆液滴 受 到诸如 重力 、 力 、 曳 浮力 等力 的作 用 ］本 文 主 要 考 虑 重 力 和 曳 力 对 液 滴 的 作 用 。 ，
内平 均压 降 （ ５ ａ 与 实 际现 场 测试 数 据 的平均 压 降（ ０ ａ 较 为吻 合 。 ８ ０Ｐ ） ９ ９Ｐ ）
入口位置对喷淋塔流场影响的数值模拟
入口位置对喷淋塔流场影响的数值模拟作者：王旭陈鸿伟来源：《安徽理工大学学报·自然科学版》2009年第03期摘要:[JP1] 利用FLUENT软件对三种不同入口位置的喷淋塔的内部两相流场进行了三维数值模拟。
在计算中气相采用标准k-ε模型计算,SIMPLE算法。
重点研究了不同入口位置的喷淋塔内的流场及压力的分布情况。
计算结果表明,对同一喷淋塔,入口位置不同对塔内流场有很大的影响。
此结果对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值。
[JP]关键词:喷淋塔;入口位置;FLUENT软件;数值模拟;流场中图分类号:X701.3文献标识码:A文章编号:1672-1098(2009)03-0040-04烟气脱硫喷淋塔是湿法FGD的核心设备,影响喷淋塔内压降损失和喷淋塔脱硫效率的关键因素是塔内复杂的流场,国内学者的研究表明脱硫塔内入口处流场变化的剧烈程度直接影响塔内压降损失,入口处流场变化越剧烈,压降损失最大[1]以某电厂600 MW机组的脱硫塔为研究对象,利用Gambit软件建立喷淋塔内三维模型,通过改变脱硫塔烟气的入口位置, 利用 FLUENT软件模拟塔内流场,研究塔内的压力分布。
气相采用k-ε模型,用SIMPLE算法进行计算。
1 物理模型1.1 模拟对象CFD模拟工作的第一步就是建立喷淋塔的物理模型,并对所模拟的问题进行合理地物理上的简化。
烟气脱硫塔结构如图1所示,脱硫塔塔体总高为24.5 m,直径为17.6 m,塔下部4.1 m以下为蓄液池,入口烟道截面为边长为7.3 m的正方形,出口烟道截面为6.5 m×15.6 m的矩形,在出口烟道距塔中心9.95 m处取为出口截面。
在塔内部用一块高为15.30m的隔板将塔分为喷淋区和非喷淋区两部分, 隔板顺烟道来流方向, 距塔中心2.8m, 板下部没入蓄液池中。
在喷淋区内14.8m、16.8 m和18.8 m三个不同高度上分别布置了喷淋管, 每层喷淋层布置64个螺旋式喷嘴, 3层平均分布。
湿法脱硫塔内过程数值分析
ｘ轴 向动 量 Ｖ
Ｕ 一五 ｅ ｏ ｐ￣ ｏ Ｅ ］ ｕ“
ａ
＿－ ｔ ｏ ＿ ｐ
Ｙ轴 向 动 量 Ｖ Ｕｆ ｙ ｅ ｆ
ａ
ｏ ｕ ） （ｒ ） ＋ 咐 （
＋（ ） 告ｕ
ｚ 向动 量 Ｖ 轴 ｚ Ｕｆ ｅ ｆ
影 响 喷 淋 塔 设 计 和 喷 淋 塔 的 脱 硫 效 率 的 关 键 因素 是 塔 内 复 杂 的 流 场 和 温 场 。 对 于 喷 淋 塔 这 一 反 应 器 ， 靠 试 验 仅 难 以 揭 示 塔 内 的 流 动 情 况 ， 此 数 值 模 拟 在 认 识 喷 淋 塔 烟 因
为 绝 热 壁 面 ； 于 壁 面附 近 的 区 域 ， 用 壁 面 函 数法 修 正 。 对 采
（） 略 除 雾 器 及 喷 淋梁 的影 响 。 ４忽
密 度 ：． ３ ６ ｇｍａ ０９ ３ｋ／ ； 烟 气 温 度 ：２ ℃ ； １５ 脱 硫塔尺寸 ： ３ ９ Ｄｌ ×３ ｍ。
根 据 流体 流 动 的 理 论 ， 淋 塔 内 的 流 动 是 三 维 湍 流 问 喷
题 ， 于 湍 流 的 复 杂 性 ， 常 需 要 借 助 合 适 的 湍 流模 型 。 由 由 通 ２ 喷淋 塔流场 数值模 拟 于 脱 硫 塔 内存 在 回 流 ， 计 算 区 域 较 多 ， 文 采 用 的 是 应 用 且 本 本 文 利 用 Ｆｕ ｎ 软 件 对 喷 淋 塔 内 的 速 度 场 及 温 度 场 进 ｌｅ ｔ 比 较 多 的 带 旋 流 修 正 的 ｋ ｅ 方 程模 型 。其 封 闭 的直 角 坐 — 两 行 三 维 数 值 模 拟 。 选 择 连 续 相 模 型 及 显 式 差 分 格 式 ， 用 采
摘
要 ： 淋 塔 是 湿 法 烟 气 脱硫 系统 中的 核 心设 备 ， 杂 的 速 度 场 和 温度 场 是 影 响 脱 硫 效 率 的 关键 因 素 。 利 用 Ｆ ｕｎ 喷 复 ｌｅ ｔ
湿法烟气脱硫吸收塔烟气流场数值模拟研究
ｃｒｉｇｔ ａｃｒ ｉ ｒｊｃ， ｉ ｕａｉ ｕ ｙａ ｄａ ａ ｓ ｎｆ ｅｇｓ ｏ ｉｒ ｕｉｎｉ ｔｅａ ｓｒｅ ａ ｏｄｎ ｅｔ ｎｐｏ ｔ ｓ ｌｔ ｎｓ ｄ ｎ ｎｌ ｉｏ ｕ ａ ｗ ｄｓ ｂ ｔ ｂｏｂ ｒ ｓ ｏ ａ ｅ ｍ ｏ ｔ ｙｓ ｌ ｌ ｆ ｔ ｉ ｏ ｎｈ ｈ
ｄａ ｔｂｉ ｔ ａ ｅ ｂ ｅ ｅ ｆ ｄ ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ，ｗｈ ｃ ａ ｓａ ｇ ｏ ｏ ｎ ｔ ｎ ｆ ｒｏ ｔｍｉａｉ ｎ ｄ ｓｇ ｎ ａｅ ｐ ａ ｌ ｙ ｈ ｖ ｅ ｎ ｖ ｒｉ ｎ ｔ ｉ ｐ ｒ ｉ ｉ ｅ ｉｈ ｌｙ ｏ ｄ ｆｕ ｄａｉ ｏ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｓ ｆ ｏ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｏ ｈ ｂ ｏ ｂ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｆｔｅ ａ ｓ ｒ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ： ＧＤ；ａ ｓ ｒ ｅ ；ｆｏ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｙ ｗｏ ｄ Ｆ ｂ ｏ ｂ ｒ ｌ ｗ ｈ ｒ ｃｅ ｔｃ；ｎ ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔｏ ｉ ｕ ｒｃ ｌｓｍｕ ａｉ ｎ
第３ ０卷 ， 总第 １ １ ７ 期 ２１ ０ ２年 １月 ， １ 第 期
《节 能 技 术 》
ＥＮＥＲＧＹ Ｃ０ＮＳ ＥＲＶＡＴ１ ０Ｎ ＴＥＣＨＮ０Ｌ ＯＧＹ
Ｖｏ． ０， ｕ １ ３ Ｓ ｍ．Ｎｏ ７１ ．１
Ｊ ｎ ２ １ Ｎｏ １ ａ ． ０ ２， ．
湿 法 烟气 脱 硫吸 收塔 烟 气 流场 数值 模 拟研 究
石 灰石一 石 膏湿法 烟气脱 硫是 目前 国 内外 烟气
脱 硫所 采用 的主 流工艺 方法 。此脱 硫技术 中的核心 设 备 为喷淋 吸 收 塔 ＿ Ｊ 】 。脱 硫 的 主要 传 质 、 热 及 传 化学反 应 均 在 吸 收 塔 内发 生 。相 对 于 其 它 反 应 设
喷淋脱硫塔内除雾器性能数值模拟
喷淋脱硫塔内除雾器性能数值模拟利用计算流体力学(CFD)方法，对不同叶片形式除雾器内的流场开展数值模拟，获得烟气流速、叶片间距、液滴直径等参数对除雾效率及压力损失的影响规律。
结果说明：除雾效率随烟气流速和液滴直径的增大而增大，随除雾器叶片间距的增大而降低;弧形板除雾器对液滴的脱除效率最低，但压力损失最小，其次是折形板除雾器，弧形板带单钩和双钩除雾器对液滴的脱除效率较高，但压力损失也较高;弧形板大间距板型，适合作为塔内一级除雾器，用来控制二级除雾器入口液滴质量浓度;弧形板带钩小间距板型，适合作为塔内二级除雾器，用来控制整个吸收塔液滴排放总量。
在电力工业应用最广泛的湿法烟气脱硫系统(FGD)中，经过喷淋层的烟气会携带出大量以硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐及灰分为主的酸性液滴，这些液滴若不去除，不但会造成下游烟道及设备的堵塞、腐蚀以及烟囱雨等问题，同时也会造成烟气粉尘排放的增加。
除雾器是吸收塔内去除液滴的设备，随着国家对环保要求的提高，除雾器的运行特性也引起广泛关注。
除雾效率和压降是评估除雾器性能的重要参数，直接影响湿法脱硫系统的稳定运行。
许多研究者通过实验等方法对除雾器的除雾性能开展了研究。
但除雾器内流动状态十分复杂，影响其性能的因素较多，通过实验研究除雾器性能，成本高，开发周期长，很难设计出更高性能除雾器。
随着计算流体力学(CFD)的快速发展，利用数值模拟研究除雾器性能的方法备受关注，该方法可以克服实验研究的局限，模拟多种因素对除雾器性能的影响。
Verlaan等采用标准k-ε模型(STDk-ε)预测不同类型波纹板除雾器除雾效率。
Gil-landt等采用STD和低雷诺数k-ε湍流模型对折形板除雾器开展了研究，并与实验结果比照得出低雷诺数k-ε湍流模型更接近实验结果的结论。
James等对带有排液槽的除雾器开展了数值模拟研究。
国内一些研究者采用k-ε湍流模型，液相采用离散相模型，对折形板和弧形板除雾器内气液两相流动开展数值模拟。
湿法烟气脱硫塔的优化数值模拟分析
湿法烟气脱硫塔的优化数值模拟分析本文采用FLUENT软件，对于某300MW机组的湿法烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟。
模拟过程中采用标准k-ε湍流模型来模拟系统内烟气的湍流运动，喷淋液滴采用拉格朗日随机颗粒轨道模型，开展气液两相流动的模拟。
通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况，最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置，保障气液分布均匀，减少烟气逃逸，降低系统压力损失，对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是国内外主流的燃煤电厂烟气脱硫技术，该技术属于气-液-固三相反应过程，包括了SO2和石灰石在液体中的溶解传质过程以及溶解物在液相中的反映过程。
脱硫塔中，浆液由塔顶喷淋层通过液相喷嘴自上而下喷入脱硫塔，烟气由吸收塔底部区域自下而上通过吸收区域，脱硫浆液在吸收塔内不断循环，完成烟气中SO2的吸收过程。
影响脱硫效率的关键因素是塔内的流动情况，例如脱硫浆液的空间分布、烟气在脱硫塔内的流场及烟气与脱硫浆液的接触情况等。
对于湿法脱硫吸收塔这类大型的气液两相反应器，如通过物理实验很难对塔内的流动情况开展测试，实验工作量十分巨大，实验周期较长；另外，受到实验测量手段及实验方法的限制，很难对现场的工程设计提供指导。
随着计算机计算能力的不断提高，采用计算流体力学（ComputationalFluidDynamics，CFD）软件来开展三维流动的研究已经成为一种重要手段。
合理利用计算机开展仿真数值模拟，不仅能缩短研制周期，降低设计成本，而且能明显提高设计质量，相对于传统的物理实验方法具有优越性。
通过数值模拟可以深入认识吸收塔内烟气和浆液流动规律，这对指导吸收塔的设计起着重要的作用。
而且，随着国家日益严格的燃煤电厂超低排放标准，要求对脱硫塔的设计及运行开展精细化研究。
本文采用FLUENT软件，对于某300MW机组的烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟，通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况，最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置，保障气液分布均匀，减少烟气逃逸，降低系统压力损失，对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。
烟气脱硫喷淋塔流体动力学数值模拟与实验研究的开题报告
烟气脱硫喷淋塔流体动力学数值模拟与实验研究的开题报
告
一、课题背景
随着环境保护意识的逐渐提高，对污染物处理的要求日益严格，烟气脱硫技术作为减少大气污染的重要手段，被广泛应用于各种工业生产过程中。
烟气脱硫喷淋塔是烟气脱硫技术中的关键设备之一，其工作原理是将高效脱硫剂喷雾在烟气中，使二氧化硫（SO2）与脱硫剂反应形成碳酸钙并排出系统，从而达到减少SO2排放的目的。
烟气脱硫喷淋塔的工艺参数与其脱硫效率密切相关，因此进行烟气脱硫喷淋塔的流体动力学数值模拟和实验研究具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容
本文主要研究烟气脱硫喷淋塔的流体动力学数值模拟和实验研究，具体内容包括以下几个方面：
1. 概述烟气脱硫喷淋塔的工作原理，建立烟气脱硫喷淋塔的数学模型，并分析烟气脱硫的过程。
2. 进行烟气脱硫喷淋塔的实验研究，构建实验平台，测量烟气脱硫过程中的变量数据，如温度、压力、二氧化硫浓度等，以验证数值模拟的可靠性和准确性。
3. 利用计算流体力学（CFD）软件建立烟气脱硫喷淋塔的数值模型，并对其进行数值模拟计算，分析烟气在喷淋塔内的流动特性、脱硫剂分布情况等，以提高喷淋塔的脱硫效率。
4. 将实验数据和数值模拟结果进行比对分析，探究不同参数对烟气脱硫效率的影响，优化喷淋塔的工艺参数，并提出相应的优化建议。
三、研究意义
本文的研究成果将有助于改进烟气脱硫喷淋塔的工艺参数，提高其脱硫效率，进而减少大气SO2排放量和改善空气质量的研究和应用价值。
与此同时，本研究还将为类似设备的研究提供一定的参考和借鉴价值。
湿法烟气脱硫装置喷淋塔内烟气流场模拟
图 4 空塔时吸收塔内烟 气流动迹线
图 2 吸收塔网格划分
5 模拟结果及讨论
5. 1 100%烟气负荷时模拟结果 100% 烟气负荷时模拟结果见图 3~ 图 5。 从图 3 和图 4 可见, 空塔时烟气存在冲壁现象, 塔
内存在 2 个较大的涡旋流。 图 5 中右图为距第 3 层喷淋层上面 1. 5 m 处的速
度截面( 下同) 。从图 5 可见, 喷淋层喷淋使烟气冲壁 现象消失, 且塔内 2 个较大的涡旋不复存在。
( 第 3 层喷淋层上面 1. 5 m 处的截面速度标准偏差= 0. 41 m/ s) 图 5 100%负荷 3 层喷淋时模拟结果
采用 拉 格 朗 日 法 来 描 述 液 滴 的 运 动, 即 选 用 DPM Discret e Phase M odels 模 型来 跟踪液 滴运 动。
吸收塔内的浆液液滴受到诸如重力、曳力、浮力等力的
作用, 本文主要考虑重力和曳力对液滴的作用, 液滴颗 粒的运动方程可表示为[ 2] :
du p dt
湿法烟气脱硫装置喷淋塔内烟气流场模拟
李兴华, 何育东
西安热工研究院有限公司, 陕西 西安 710032
[摘
要]
[ 关 键 词] [ 中图分类号] [ 文献标识码] [ 文 章 编 号] [ DOI 编 号]
结合某电厂 600 M W 机组湿法烟气脱硫装置( 吸收塔为 3 层喷淋塔) , 借助 F L UENT 软件, 对多种烟气负荷下不同浆液循环泵组合方式也即不同喷淋层组和方式下的塔内 烟气流场进行模拟研究。结果表明, 75% 及 50% 烟气负荷下 3 层喷淋层全部投运时吸 收塔内烟气流场最均匀; 70% 烟气负荷下停运 1 层喷淋层时, 第 1 层和第 3 层喷淋层组 合时塔内烟气流场相对较均匀; 50% 烟气负荷下停运 1 层喷淋层时, 第 1 层和第 2 层喷 淋层组合时塔内烟气流场相对较均匀。 600 MW 机组; 湿法烟气脱硫( WF GD) ; 喷淋层; 烟气流场; 数值模拟 X 701 A 1002 3364( 2010) 05 0042 04 10. 3969/ j. issn. 1002 3364. 2010. 05. 042
湿法烟气脱硫喷淋塔内气液流场的数值模拟
ｕ‘ ｏ ｙ
＋ （ ） ＋ ｉ（ ａ （） Ｆ ｖ 一 ｄｖ ｄｗ） ＋
上式 中 Ｐ为静 压 ，ｘ Ｆ 为浆液滴对烟气 流场 的反作用力 。此动 Ｆ、 、 量方程就是著名 的纳维一斯托克斯（ａｉ － Ｓ ｋ ｓ Ｎ ｖ ｒ ＇ ｏｅ 方程。 ｅ ｔ ） 根据塔 内烟气 流动湍流实际情况 ， Ｆ Ｃ Ｄ中建立此方程来求 解烟气 的运动轨迹。 ２ 液滴运动控制方程 ． ２
２２１ 滴 颗 粒 运 动 方程 ．． 液 由于喷 淋液滴 的分散体积率 较小（ 远小于 １％）故采用拉格 朗 日 ０ ， 法 来 描 述 液 滴 的 运 动 较 为 精 确 ， 选 用 Ｄ Ｍ（ ｉ ｒｔ ｈ ｓ ｄｌ） 即 Ｐ Ｄｓ ｅｅ ａｅ ｃ Ｐ Ｍｏ ｅ 模 ｓ 型来跟踪液滴运动。吸收塔内的浆 液滴 受到诸 如重力 、 曳力 、 浮力等力 的 作 用 ， 文 主要 考虑 重 力 和 曳 力 对 液 滴 的作 用 。 本 根 据 液滴 在 烟气 流场 中 的受 力分 析 ，液 滴 颗 粒 的运 动方 程 可表 示 为 【 ３ 】 ：
捌趣出口
淋塔 内烟气流动过程进行了三维数值模拟和分析 ，得出了一些有益的 结论 ， 对喷淋塔的设 计和优化具有～定的指导作用。
２喷 淋 塔 内部 烟 气 流 场 数 学 模 型 的 建 立 ． ２１烟气流场控制方程 ．
将烟气视为连续相 ， 采用欧拉法对其进行描述 。 对于不可压缩烟气 流场 的连续控制方程可表示为 ：
旦 ＋ ＋旦Ｉｖ ＋型 ＝ 巳 ！ ＿ Ｐ ０
ａ ｔ ａ ｘ ａ ｘ ａ ｘ
横掇馘城
由高 斯 散 度 定 理 可 以 整理 成 以下 形 式 ：
湿法烟气双入口脱硫喷淋塔内烟气流场的数值模拟
１６０ ９ ４ ６６
１ ３
计算 区域 高度 ／ ｍ
人 口截 面积 ／ ｍ 出 口直径 ／ ｍ 出口压力 （ 表压 ） ａ ／ Ｐ 进 口烟气速度 ／ ８１ （ － ｍ・ ４７ ９８ ．ｘ ．
２． ３ ８
４７ ４９ ．ｘ ． ６５ ． ３０ ０ １． ２８
４模拟结果及分析 ． ４１ 内气相湍流流场分析 ．塔
流动湍流实际情况 ，Ｆ Ｃ Ｄ中建立此方程来求解 烟气 的运动轨迹 。 ３喷淋塔内烟气 流场计算 ． ３１ ． 建立物理模型 本文模拟的喷淋塔结构如图 １ 所示 ， 烟气由人 口烟道进入塔 内， 然 后 向上流动与喷嘴喷 出的浆液滴进行接触 ， 烟气得到净化 ， 净化后 的烟 气经除雾器和出 口烟道排出喷淋塔 。 ２ 种塔型 ：ａ １ １ 度倾斜进 口，ｂ ２ ｌ 度倾斜进 口 （） 个 ５ （） 个 ５
＋ ＝ 立 ｏ
ａ
动量控制 守恒方程为 ：
旦 ＋ｉ 一号 ＋ ｖ （＋ｘ ｄ（ ） ｄ（ ｕ Ｆ ｖ ｕ ｉ ） ）
０ Ｌ Ｕ Ｘ
０ Ｌ
＋ ｉ ） ＋ ｉ（ｇａ （）Ｆ ｄｖ 一 ｄｖ￣ ｄｖ ＋ ）
ｏ ｙ
计 算中初始 、 界条件设置如 下 ： 边 壁面条件为 绝热 ， 口条件为速 人 度人 口， 口条件为压力 出 口， 出 离散格式 为有限体积法 ， 采用 ｓ ｐ 算 ｉ ｌ ｍ ｅ
ｐ ＋ ｕ＋ ＿ ＿
ａ ｔ ａ ｘ ａ ｘ
由于脱硫喷淋塔 内的传热 、 传质过程 复杂 ， 以上假设使得建模 采用 及计算过程得到简化［］ ２， － 但对模拟结果的精确性有一定的影 响。 ５ 而本文 主要是对脱硫喷淋塔内的流场作定性分析 ， 误差 只要在允 许的范围 内， 都是可 以接受的 ， 以上的假设使得数值模 拟计算更 为简便 。 做 ３ 设定其他计算参数 ． ２ 计算 中所用到 的脱硫 塔设计参数均来 自实际火 电厂 脱硫工 程， 运 行参数为典型工况下的数据 ， 如表 １ 所示 。 表 １ 拟中用 到的参数 模 １ １ 度倾斜入 口 ２ １ 度倾斜入 口 个 ５ 个 ５ 烟气量 ／ ｍ ／） （ ３ Ｎ ｈ
切圆喷雾式湿法脱硫塔内流场数值模拟及优化分析
CD引D言 脱除工 业 废 气 中 MC# 常 用 技 术 是 湿 法 脱 硫 技
术*"+ ( 该技术通 常 采 用 喷淋 脱 硫 塔"而 常 规 喷淋 方 式在脱硫塔内易形成烟气流动死区或烟气走廊"烟气 极容易沿塔壁逃逸*#+ ( 脱硫塔中喷淋方式的选择直 接影响着烟气在脱硫塔中的流动状况"烟气流动均匀 性对脱硫塔脱硫效率影响十分显著 *$^&+ (
曾芳等 *8^a+ 基于 气 液 两 相 流 模 型"对 一 种 简 易 的 湿法脱硫喷淋塔进行三维数值模拟"对脱硫塔内流场 分析和优化( 其研究结果表明"烟气入口角度)喷嘴
环!境!工!程
/-
W:R<,I:0>:P9@W:1<:>>,<:1
布置高度对脱硫塔流场湍流强度有明显影响#喷嘴的
喷射方向也会对流场产生影响"且混流布置比顺流及
BCD%"’E"$#’/ 2F%*F1A%#’"/"’’"$
)21,%(0!/#(12/!’($) !)" $&’(1(Z!’($) !)!/5#(#$**/$3 *(,/" () ! ’!)6,)’(!//5 #&%!5 3,’",#2/*2%(Z!’($) ’$3,%
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湿法烟气脱硫喷淋塔的实验与反应模型研究
图 8 Gerbec 模型计算与本文实验比较
3. 1 塔壁液膜脱硫模型
3. 1. 1 塔壁液膜的流动状态
国内外学者通过对垂直壁面上液膜流动的实验
观察得出, 液膜流动具有多种状态。一般来说, 初始
状态 为层 流。在 液膜 下降 一段 时间后, 当 雷诺 数
ReN 大于 25 时, 液膜流动由层流转化为波动层流。
关 键 词: 烟气脱硫; 喷淋塔; 脱硫效率; 塔壁液膜; 反应模型
中图分类号: X701. 3
文献标识码: A
1 实验系统
实验系统由模拟烟气部分、喷淋塔反应器、浆液 制备与循环系统、氧化空气系统以及烟气测量等几 部分组成, 如图 1 所示。浆液循环池中的 CaCO3 吸 收剂浆液由循环浆泵送入喷淋塔内经喷嘴喷出, 喷 淋浆液形成由细小液滴组成的液幕, 与逆流而上的 模拟烟气进行气液传质- 反应, 从而达到去除烟气 中 SO2 的目的。
4 个主要的区域构成[ 11~ 12] 。Maron 给出了每个区域 内波长、液 膜平均厚度、平均速度等参 数的计算公 式[ 11] 。在本文研究中, 为了计算方便, 将波前、波背 和波尾做为一个整体考虑, 即将一个波分为孤波和 波底两个区域。同时, 按照一个波动层流波的长度 lw 将喷淋塔壁面的液膜分成 n 个体积单元, 如图 9 所示。
石为 200 目的细粉, 其化学成分如表 1 所示。喷淋
塔的实验参数范围如表 2 所示。
表 1 实验采用的石灰石的化学成分 ( % )
CaCO3 MgCO3 SiO2 Fe2O3 Al2O3 MnO
S
其它
96. 6
1. 3
0. 9 0. 09 0. 27 0. 01 0. 02 0. 81
由图可知, 脱硫效率随着浆液 pH 值的降低而减小。
湿法脱硫喷淋塔流场均匀性数值模拟研究
湿法脱硫喷淋塔流场均匀性数值模拟研究薄佳燕;卢玫【摘要】采用数值模拟方法,对脱硫喷淋塔内流场均匀性问题进行了数值模拟研究.为改善烟气在塔内的流动状况,分别对不同液气比和不同喷淋层布置情况下的烟气流场进行模拟分析.结果表明,喷淋浆液对烟气流场具有整合作用,通过采取喷淋层的双层布置以及选择合适的液气比,可以显著提高塔内流场的均匀性,有效避免烟气沿塔壁逃逸的现象,并改善塔内的温度分布,提高塔内空间的利用率,进而达到较为理想的脱硫效果.【期刊名称】《能源工程》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】5页(P47-51)【关键词】脱硫喷淋塔;液气比;喷淋层;数值模拟【作者】薄佳燕;卢玫【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】X5110 引言SO2是目前最主要的大气污染物之一,火电行业锅炉燃煤所产生的烟气是SO2工业排放的主要来源。
为脱除燃煤工业产生的SO2,目前已开发出了多种脱硫技术,其中最常用的是石灰石湿法烟气脱硫技术(WFGD)[1]。
脱硫喷淋塔作为湿法脱硫的核心设备,其设计关系着烟气和喷淋浆液的流动状况,直接决定反应的进行程度及脱硫效率[2-3]。
脱硫喷淋塔设计的最优状态是使喷淋浆液覆盖达到最均匀化,即塔内各截面上的烟气流速分布均匀,并保证塔内空间得到充分利用。
为提高流速的均匀性,XIAO等[4]对PCF型湿式脱硫除尘器的入口结构和导流板布置进行了调整。
ZENG等[5]在喷淋塔内加装了导流器,以改善由于烟气流速分布不均而引起的贴壁现象。
冯荣荣等[6]调节了烟道形式和入口角度，改善了烟气流动的均匀性,并降低了塔内的压降。
刘定平等[7]对喷嘴布置角度、数量以及浆液喷淋速度进行了优化设计,保证塔内烟气流速达到最佳脱硫速度。
张竞争[8]针对塔内部流场分布不均匀的问题,提出在塔内加装一种倒“V”字形气流均布板。
湿式烟气脱硫系统吸收塔扰流泵技术三维流场的数值模拟
湿式烟气脱硫系统吸收塔扰流泵技术三维流场的数值模拟1 概述湿法烟气脱硫系统吸收塔浆液的搅拌常用的搅拌方式有侧搅拌器系统和扰流泵搅拌系统。
近年来，扰流泵搅拌技术在湿法烟气脱硫系统中得到逐步推广。
国内外学者对烟气脱硫系统搅拌领域的研究主要集中在对侧入式搅拌反应器的相关研究，对扰流泵搅拌技术的理论研究相对较少。
现有的扰流泵搅拌系统设计大都依赖运行经验的积累，与实际工况存在偏差，因而充分掌握扰流泵搅拌系统运行下吸收塔内的流场分布规律对扰流泵搅拌系统的优化设计具有重大意义。
随着计算流体力学（CFD）技术在各学科领域的应用发展，通过数值模拟方法研究扰流泵搅拌系统流场特性不仅可以获得实验手段难以得到的局部数据，还可以缩短研究时间并节省研究经费，这使得CFD技术在搅拌技术的优化设计中作为一种新的科研手段起着越来越重要的作用。
本文对扰流泵搅拌系统流场进行模拟，对区域的参数进行可视化图片处理，为扰流泵搅拌系统研究提供了直观数据。
2 扰流泵搅拌系统特点湿法烟气脱硫系统吸收塔浆液的搅拌系统可以使吸收塔内浆液充分扰动防止浆液中固体颗粒沉淀，还能让氧化空气扩散均匀与浆液接触，发生充分氧化反应，提高石膏生成效率。
扰流泵搅拌系统采用在吸收塔外设置扰流泵，通过管路系统对吸收塔内浆液进行扰动，起到“扰动搅拌”的作用。
与侧入式搅拌系统相比，扰流泵搅拌系统具备以下优势：①在脱硫系统停运期间，扰流泵搅拌系统可以停运，减少电能消耗;②在吸收塔浆液池内没有机械搅拌机或其他转动部件，吸收塔浆液为高浓度氯离子介质，对接触的机械部件具有很强的腐蚀作用;③可以在吸收塔运行期间更换或维修扰流泵，不需维修搅拌设备时将吸收塔排空，不干扰脱硫系统正常运行;④搅拌效果优于侧入式搅拌系统，可以获得更好的Ca/S（钙硫比），增加吸收剂石灰（石灰石）的利用率。
3 几何模型及模拟方法3.1 模型结构模拟计算研究的搅拌槽为平底圆柱搅拌槽，直径为Φ7500mm，在搅拌槽距底高度1.5m位置的槽壁上布置（120°均布）3台循环泵（流量1200m3/h，两用1备），循环泵进水管深入搅拌槽壁长度小于900mm。
脱硫喷淋塔内部工作场的数值模拟
脱硫喷淋塔内部工作场的数值模拟秦佩;郝惠娣;冯荣荣;马腾【期刊名称】《广东化工》【年(卷),期】2012(039)004【摘要】为了获得单入口烟道脱硫喷淋塔内较为理想的工作场,从不同的烟道入口角度,利用Fluent软件对600 Mw喷淋塔内部场特性进行了数值模拟。
本模拟从速度、温度和压强三个方面分别对比喷淋塔的内部特性。
模拟结果表明：在入口角度θ为15℃时,喷淋塔内部流场和温度场相对均匀,能达到较为理想的流场和温度场分布。
%In order to obtain the internal ideal work field of the spraying-tower with single entry flue,the internal field performance of the 600 Mw spraying-tower has been simulated numerically by FLUENT upon different flue entry angle.In the simulation,the performance inside the spraying-tower has been contrast respectively on three aspects ofspeed,temperature and pressure.The results show that,the flow field and temperature field insde the spraying-tower are relatively homogeneous,and the ideal flow field and temperature field distribution can be obtained,when the flue entry angle equals 15 ℃.【总页数】3页(P188-189,162)【作者】秦佩;郝惠娣;冯荣荣;马腾【作者单位】西北大学化工学院,陕西西安710069;西北大学化工学院,陕西西安710069;西北大学化工学院,陕西西安710069;西北大学化工学院,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】TH【相关文献】1.湿式烟气脱硫喷淋塔内部场数值模拟研究 [J], 李铁军2.湿法脱硫喷淋塔流场均匀性数值模拟研究 [J], 薄佳燕;卢玫3.装有旋流板的脱硫喷淋塔流场数值模拟研究 [J], 刘仲然;卢玫;薄佳燕4.烟气脱硫喷淋塔内部流场物性的数值模拟 [J], 马腾;郝惠娣;冯蓉蓉;秦佩;张永芳5.双面对切进口结构的湿法烟气脱硫喷淋塔内流场的数值模拟和实验研究 [J], 卜奔;乔昭毓;刘付永;原水东;董川因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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［ 摘 要］ 借 助 商用 Ｆ ｕ ｎ 软 件 ， 对 ３ ０ＭＷ 机组 湿 法烟 气脱 硫 （ ＧＤ） ｌｅ ｔ 针 ０ ｗＦ 系统 喷 淋塔 内烟 气 流场进 行
了数值 模 拟 ， 细考察 了几何 结构尺 寸和 运行 参数 对喷 淋塔 内烟 气流场 的 影 响 。数 值 模 拟 结果 表 明 ， 淋 详 喷 塔 内烟 气流 场 总体 趋 势 大体 上 一致 ， 几何 结构 尺 寸和运 行参 数 对塔 内烟 气流场 有较 大影 响 。
８ ｅ＋ ２ ０ ０
动量 守恒 方程 ：
３Ｉ Ｏ Ｐ＋ ２ ８ Ｐ＋ ３ ０２ ３ ＋ ４ｅ ０２ ８ ＋ ６ｅ ０２ ３７ ＋ Ｐ ０２ ８８ ￣ ｅ ０２ ４ ＋ ０ｅ ０２ ９Ｉ ＋ ０２ Ｐ
４３ ＋ Ｐ ０２
ｆ ） ｐｊ － 击（Ｕ一差＋ （ ｔ ＋ ｕ） （ ｍ ｉ 善 ２ ）
Ｓ ａｄｎ ｐ ｌｉｇ提 出的标 准 ｋ— ｅ模 型来 模 拟 塔 内烟 气 的 湍
８５ ０ １ ＋ ０Ｏ ＋ ｒ ００
（ ） 线图 ａ 迹
图 ２ 塔径 ｄ １ （ 口烟 速 ＝１ ． ＝ １ ｍ 入 ２
与 系统 的稳 定运 行 奠定 了基 础 。 １ ２ 模 型假 设与 简化 ．
图 １ ＷＦ ＧＤ 喷 淋塔 示 意
模 拟对 象 与 数 学 模 型
１ １ 模 拟 对 象 ．
根据 实 际 ＷＦ ＧＤ系统 的运 行环 境 ， 对喷 淋 塔 内烟 气 流动状 况作 如下 假设 ： （）烟速较低 ， １ 可将 烟气视 为不可压缩性牛顿流体 ；
收 稿 日期 ： ２ ０ — ６ ０ ０５ ０ — １
ｏ 匮
回
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连续性 方程 ：
ａ ＋
￡ 。 ａｚ 广
（
）＝ ＝ ＝０
（） １
７Ｉ ＋ ０２ ｅ ２ ｅ＋ ２ ２ ０ ７ ＋ ４ｅ ０２ ２ ｒ＋ ２ ５ ０ ７ Ｐ＋ ２ ７ ０ ２ ｒ＋ ２ ８ ０
吸收塔几 何 尺寸 的确 定 及 塔 内喷 嘴 数 量 、 嘴 型式 和 喷
喷 嘴 的布置 方 式 等 。本 文 在 试 验 基 础 上 ， 助计 算 流 借
体 力学 （ Ｆ 技 术 ， 过 建 立 合 理 的数 学模 型对 喷淋 Ｃ Ｄ） 通 塔 内烟 气 流 动 过 程 进 行 了 深 入 的 数 值 模 拟 ， 结 合 并 ３ ０Ｍｗ 机 组 ＷＦ ０ ＧＤ系统 ， 不 同条件 下 喷淋 塔 内的 对 烟 气流 场 进行模 拟 和 分 析 ， 为实 现 喷 淋 塔 的 优 化设 计
维普资讯
涵 珐 烟 气脂 硫 （ Ｆ Ｗ ＧＤ） 喷淋 偌 内 烟 气 流 的数 值 拟 研 究
林 永 明 高 翔 ， 平 平 钟 毅 张 涌新 骆 仲 泱 岑 可 法 ， 施 ， ， ， ，
（． １ 浙江 大 学 ， 江 杭 州 ３ ０ ２ ； ． 江 大学蓝 天环保 设备 工程 有 限公 司 ， 江 杭 州 ‘３ ０ １ ） 浙 １０ ７ ２ 浙 浙 １ ０ ２
寸， 如塔 径 、 高 、 口角 度 、 口方 式 等 ； ２ 运 行 参 塔 入 出 （） 数 。本 文 仅从 不 同塔 径 ， 同 负荷 及 不 同烟 气 流 速 方 不 基 于 以上假设 ， 据 守 恒 定 律 及 雷 诺 输 运 方 程Ⅲ 根
可 推导 出 以下方 程 。
面考察 喷 淋空 塔正 常浆 液 面 以上部分 的 烟气 流场 。
式 中 Ｐ是静压 ， 是应 力张 量 ， 由下式 给 出 ：
ｒ ＝＝ ＝
［芸＋ 卜号 如 ｃ ） ３ （
９４ ＋ ｅ ０２ ４６ ＋ ｅ Ｏ２
７ｌ ＋ Ｏ２ Ｐ
式 中 ： 为流体 密度 ； 为沿 ｉ方 向的速 度 分量 （ 一 １ ｌ Ｄ ｉ ， ２３， ，） Ｐ为压 力 ； 为粘 性 应 力分 量 ； 为流 体 粘 度 ； 如 为变形 率 ； 下标 ｌ 表示 液体 。 塔 内烟气 流 动 为 复杂 的 湍 流 ， 于湍 流 的 流 动标 对 量 采用 一般 处理 ， 即表示 为时均 值 和脉 动值 。 据 塔 内 根 烟 气 湍 流 流 动 实 际 情 况 ， 文 采 用 由 Ｌ ｕ ｄ ｒａ ｄ 本 ａ ｎ ｅ ｎ
、
［ 关键 词］ 计 算 流体 力 学（ Ｆ ；湿 法烟 － Ｃ Ｄ） ￣ ［ 图分类 ￣ ］ ５ １ 中 － Ｘ １ ［ 文献 标识 码］ Ａ
（ ＧＤ） 烟 气流场 ；数值 模 拟 ；喷淋 塔 ＷＦ ； ［ 文章编 号］ Ｏ ２—３ ６ （０ ６ ０ —０ ０ —０ １０ ３４ ２０ ）４ ０ ６ ４
（ ）忽 略重 力 和烟温 对烟 气流 动 的影 响 ； ２
本 文模 拟 的喷 淋 塔 结 构 如 图 １ 示 ， 所 烟气 由 入 口 烟 道进 入塔 内 ， 后 向 上 流 动与 喷 嘴喷 出的 浆 液 滴进 然 行 接触 ， 气得 到净 化 ， 烟 净化 后 的烟气 经 除雾器 和 出 口
烟 道排 出 喷淋塔 。
・
（ ）暂 不考 虑 塔 内 喷 嘴 、 雾 器 和 小 部 件 对 烟 气 ３ 除
流 场 的影 响 ；
（ ）暂 不考 虑浆 液 喷淋对 烟气 流 场 的影 响 。 ４
１３ 基 本 控 制 方 程 ．
喷 淋塔设 计 中主要考 虑 的参 数有 ： １ 几何 结 构 尺 （）
喷 淋塔 是 当前 大 型燃 煤 电厂 湿 法 烟气 脱 硫 （ — ｗＦ Ｇ 系 统 中气液 传 质 、 热 与反 应 的核 心设 备 。其 中 ， Ｄ） 传 烟 气和 浆液 的流 场 分 布 直 接 决 定 着 塔 内 的传 质 、 热 传 及 反应 进行 程 度 ， 别 是 烟 气 的 流 场 还直 接 影 响 到 ］特