多級液柱噴射塔的流場特性分析與傳質(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。多級多尺度液柱噴射脫硫塔是筆者所在課題組提出的旨在強化氣液傳質(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，建立了多級液柱噴射塔的數(shù)值模型，并與單級液柱塔進(jìn)行了對比分析，在此基礎(chǔ)上，依托20t·h-1燃煤鍋爐煙氣脫硫項目，對多級液柱塔的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計。另外，還對多級液柱噴射塔的傳質(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)值模擬手段對不同進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對多級液柱噴射塔內(nèi)氣相流場的影響進(jìn)行了模擬與分析，依據(jù)模擬結(jié)果，設(shè)計了結(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目，對單級液柱塔和多級多尺度液柱塔進(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，多級液柱噴射塔填補了單級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燃煤鍋爐煙氣脫硫為對象，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)行了工藝計算，并完成了多級液柱噴射塔的主體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵部件設(shè)計，選擇了合適的噴嘴型號。從工程角度上對多級液柱噴射塔的可行性進(jìn)行了設(shè)計嘗試，以給其實驗裝置的建立及未來的工業(yè)化推廣提供技術(shù)支持。
　　最后，針對單個微細(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，采用對空間和時間的差分方法，得到