研究与开发 径向吸附塔的流场模拟及优化
大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计
收稿日期:2004-07-30; 修订日期:2004-12-10作者简介:孙克勤(1961-),男,江苏南京人,江苏苏源环保工程股份有限公司高级工程师.文章编号:1001-2060(2005)03-0270-05
大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计
孙克勤1,周山明2,仲兆平2,金保升2
(11苏源环保工程股份有限公司,江苏 南京 210008;21东南大学洁净煤燃烧及发电技术教育部重点实验室,江苏 南京 210096)
摘 要:对大型脱硫塔进行合理模化和简化,采用随机模型确定颗粒初始位置,基于k-ε湍流方程对喷淋脱硫塔进行
了空塔和喷淋状态下的流场计算。计算结果表明:喷淋液滴
对烟气流场具有强烈的整流作用;在此基础上对脱硫塔来流
烟道加以改造,并对改造后的脱硫塔进行了流场计算,计算
结果表明,改造后流场更为合理。
关键词:脱硫塔;热态;数值模拟
中图分类号:TP311:O357 文献标识码:A
1 前 言
湿法脱硫工艺是国内外烟气脱硫的主流工艺。
湿法烟气脱硫工艺中吸收塔设备主要是喷淋塔,这
是因为相对于其它吸收装置,喷淋塔除了脱硫效率
高外,还具有压降小、内构件相对较少和不易结垢等
优点。国内外对烟气脱硫塔进行了大量的研究,主
要采用实验方法,如研究塔的阻力特性、液滴运动速
度沿塔高变化[1],TCA塔内温度场分布等[2],这些研
究对指导工业应用具有重要意义,但其实验结果往
往只能针对特定的设备或结构,具有较大的局限性。
随着计算机技术的迅速发展,计算流体力学CFD
(ComputationalFluidDynamic)已成为研究三维流动
的重要手段[3],国内外有多位学者采用数值模拟的
方法对实验装置的流场进行模拟[4～5],从计算结果
与实验结果对比看,数值模拟无论在时间和精度上
均有优势,但目前国内对脱硫塔所进行的数值模拟
还多处于实验室规模的脱硫塔上,并且这些数值模
拟大多为二维的冷态流动;而国外学者的研究主要
集中在对脱硫机理方面[6～7],很少有针对大型脱硫
大型径向流分子筛吸附器的研发与应用
大型径向流分子筛吸附器
的研发与应用
夏红丽，林秀娜，李剑锋 （杭州杭氧股份有限公司设计院，浙江省杭州市中山北路５９２号弘元大厦３１００１４）
摘要：介绍大型空分设备中径向流分子筛吸附器的结构和工作原理，在２００００ ｍ ／ｈ空分设 备上，测试了大型径向流分子筛吸附器轴向高度方向的压力差，研究了空气沿吸附层外周轴向均 布流动的特点。总结新型径向流分子筛吸附器设计要点，展望了径向流分子筛吸附器在大型空分
设备中的应用前景。 关键词：空分设备；分子筛吸附器；径向流；均布；吸附；再生；应用
中图分类号：ＴＢ６６２ 文献标识码：Ｂ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄ ｒａｄｉａｌ
ｆｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｒ
Ｘｉａ Ｈｏｎｇｌｉ，Ｌｉｎ Ｘｉｕｎａ，Ｌｉ Ｊｉａｎｆｅｎｇ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＤｅｓｉｇｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｈａｎｇｙａｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｏｎｇｙｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，５９２ Ｎｏｒｔｈ Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ Ｒｏａｄ，
Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅｒｅ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｆｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｒ ｕｓｅｄ ｉｎ ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄ ａｉｒ
ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｅｄ．Ｉｎ ２００００ ｍ ／ｈ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ—ｓｉｚｅｄ ｒａｄｉａｌ ｆｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｈｅｉｇｈｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｔｅｓｔｅｄ，ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ａｘｉａｌ ｅｖｅｎ ｆｌｏｗ ｏｆ
NHD吸收塔中液相循环气相二氧化碳传质模型的建立与优化
NHD吸收塔中液相循环气相二氧化碳传质模型的建立与优化
在NHD（滴流湿润塔）吸收塔中，液相循环气相二氧化碳传质是一个重要的过程。本文将介绍如何建立和优化NHD吸收塔中液相循环气相二氧化碳传质模型。
1. 建立模型
在建立模型之前，我们需要了解NHD吸收塔的工作原理和流体力学特性。NHD吸收塔主要由一个填料层和液相循环系统组成。气相二氧化碳从底部进入塔体，在填料层中与液相接触，通过物质传递过程将二氧化碳从气相吸收到液相中。液相循环系统将吸收液从塔顶回流到底部，形成循环。
针对这个系统，我们可以建立一个质量传递的数学模型。主要考虑液相和气相的浓度变化，并考虑到液相的循环速度和塔内气相的流动速度。可以使用质量守恒和动量守恒方程来描述质量传递和流动过程。
2. 优化模型
在建立好模型之后，我们可以通过调整一些参数来优化模型的准确性和可靠性。以下是一些常见的优化方法：
2.1 调整填料层性质：
填料层的性质对于传质效率有着重要的影响。可以考虑调整填料的材料、形状和尺寸来优化传质效果。通过实验和数值模拟的结合，可以找到最佳填料层参数。
2.2 调整液相循环速度：
液相循环速度对于液相中二氧化碳的吸收速率有着显著影响。可以通过调整循环速度来优化传质效果。需要权衡循环速度和能耗之间的关系，找到最优的操作条件。 2.3 考虑不同工况：
在实际应用中，吸收塔会面临不同的工况，例如进料浓度变化、气体流量变化等。可以通过添加不同的工况参数，建立更加全面和准确的模型。通过实时监测和调整操作参数，可以在不同工况下获得最佳的传质效果。
3. 结论
通过建立和优化NHD吸收塔中液相循环气相二氧化碳传质模型，我们可以更加准确地预测吸收塔的传质效果。通过调整填料层性质、液相循环速度和考虑不同工况，可以优化传质过程，提高吸收塔的传质效率和能耗效率。这对于环保和能源节约具有重要意义。
然而，需要注意的是，模型的建立和优化是一个复杂的过程，需要结合实验和数值模拟进行验证，以确保模型的准确性和可靠性。此外，实际应用中还需要考虑其他因素，如操作参数的稳定性和经济性。通过综合考虑这些因素，我们可以更好地应用和优化NHD吸收塔中液相循环气相二氧化碳传质模型。
湿法烟气脱硫吸收塔烟气流场数值模拟研究
第３０卷，总第１７１期 ２０１２年１月，第１期 《节能技术》 ＥＮＥＲＧＹ Ｃ０ＮＳＥＲＶＡＴ１０Ｎ ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ Ｖｏ１．３０，Ｓｕｍ．Ｎｏ．１７１ Ｊａｎ．２０１２，Ｎｏ．１
湿法烟气脱硫吸收塔烟气流场数值模拟研究
高原 （哈尔滨电气股份有限公司环保事业部，黑龙江哈尔滨１５００４６）
摘要：介绍了湿法烟气脱硫系统吸收塔的结构特点，并对某项目燃用设计煤种时不同负荷条 件下吸收塔内烟气流场的分布进行了模拟研究和分析。验证了该项目吸收塔设计的合理性及实际
运行时对负荷的适应性，为吸收塔的优化设计和稳定运行奠定了理论基础。
关键词：烟气脱硫；吸收塔；流动特性；数值模拟
中图分类号：Ｘ７０１．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—６３３９（２０１２）Ｏ１—００６６—０４
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｌｏｗ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
Ａｂｓｏｒｂｅｒ ｉｎ Ｗｅｔ——ＦＧＤ Ｓｙｓｔｅｍ
ＧＡＯ Ｙｕａｎ （Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ １ ５００４６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｉｎ ｗｅｔ—ＦＧＤ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｃ— ｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒｏｊｅｃｔ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｆｌｏｗ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｗｈｅｎ ｂｕｒｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｏａｄ ａ—
使用 Aspen Plus 优化环氧乙烷吸收塔
使用 Aspen Plus 优化环氧乙烷吸收塔
气体吸收塔在化学加工工业 （CPI） 中有着广泛的应用，溶剂通过接触吸收混合气中的可溶解组分组成，从而来分离各个组成。溶质在气相和液相之间转移。本文介绍了应用过程模拟优化环氧乙烷 （EO） 吸收塔操作，同时改善瑞来斯公司环氧乙烷和乙二醇 （EOEG） 工厂的能效（图 1）。
环氧乙烷的生产方式是：使用银催化乙烯，并通过氧分子进行部分气相氧化而成。热气体反应器废气中的环氧乙烷含量极低。使用贫吸收剂吸收废气，产生浓度很低的 EO 溶液（富吸收剂），从而从废气中提取出来。这种富吸收剂在 EO
气提气提塔中气提解析，以产生富含 EO 的蒸汽。
使用艾斯本技术公司的Aspen Plus 过程模拟器对EO 吸收塔建模。本文介绍了开发仿真模型的步骤，最开始是选择合适的方法，输入塔板塔板详细信息，最后调节模型以匹配操作数据。需要执行灵敏度分析以了解在不影响产品规格范围的情况下某些变量的影响，如贫吸收剂温度和流量。从仿真研究得出的结论是，在不影响产品质量的情况下，可以将贫吸收剂流量减少 8%。通过逐步减少流向
EO 吸收塔的贫吸收剂流量，从而在生产工厂中采用了这一建议。而且，泵消耗的功率也相应减少了 39 kW，流向 EO 气提气提塔再沸器的低压蒸汽 （3.0
barg） 流速也减少了大约 1000 kg/hour。这就转化为节约了大量的能源，每年的经济效益可达 950 万印度卢比（20 万美元），而且无需任何资本投入。
除了节能之外，还可使用相同的仿真模型来评估设备生产能力提高会产生液泛液泛的可能性。塔板几何尺寸塔板指定现有塔板的几何尺寸完成塔板校核，然后分别评估当前运行条件下以及降低吸收液体流量的液泛液泛趋势。
一、节能需求
除了原材料之外，能源是大多数化学过程中第二大的开支。因此必须在化工过程中降低能耗，以在不断变化的市场环境中维持成本有效的生产和管理生产能力。它可以工厂盈利最大化。
径向流分子筛吸附器流场数值模拟
径向流分子筛吸附器流场数值模拟
李剑锋 ，周寒秋 ，林秀娜。 （１、３．杭州杭氧股份有限公司设计研究院，浙江省杭州市东新路３８８号３１０００４ ２．杭州杭氧股份有限公司石化工程公司，浙江省杭州市东新路３８８号３１０００４）
摘要：介绍了径向流分子筛吸附器的主要结构和工作原理。采用ＣＦＤ软件对径向流分子筛
吸附器流场进行了模拟计算，分析了径向流分子筛吸附器流场压力分布和气体流动速度分布，比 较分子筛层和氧化铝层中不同位置处的速度分布曲线，预测径向流分子筛吸附器吸附工作时吸附
饱和临界突破位置。 关键词：空分设备；分子筛吸附器；径向流；流场；数值模拟
中图分类号：ＴＢ６６２ 文献标识码：Ａ
Ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｆｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｒ
Ｌｉ Ｊｉａｎｆｅｎｇ ，Ｚｈｏｕ Ｈａｎｑｉｕｚ，Ｌｉｎ Ｘｉｕｎａ３
（１、３．Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｈａｎｇｙａｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，３８８ Ｄｏｎｇｘｉｎ Ｒｏａｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１ ０００４，Ｚｈｅｊｉａｎｇ ，Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ；２．Ｐｅｔｒｏ—ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ
Ｈａｎｇｙａｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄｏｎｇｘｉｎ Ｒｏａｄ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１０００４，Ｚｈ￣ｉａｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅｒｅ，ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｆｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｒ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｅｄ．
Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｉＳ ｍａｄｅ ｗｉｔｈ ＣＦＤ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｆｌｏｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｒ．
径向吸附塔的流场模拟及优化
・２８・ 程橙等径向吸附塔的流场模拟及优化 研究与开发
径向吸附塔的流场模拟及优化
程橙王 煤 陈 果涂开慧
（四川大学化工学院，成都６１００６５）
摘要利用计算流体力学方法和流体计算软件ＦＬＵＥＮＴ。对变压吸附系统常用的径向吸附
塔进行了数值模拟。对吸附塔内的流场进行了计算和分析。考察了吸附塔高径比对流场的
影响。结果表明，工业用径向吸附塔内部的流场分布不均匀，导致吸附剂利用率低，影响
吸附效果。为此，对吸附塔的结构进行了优化和改进。计算表明，改进后的吸附塔，流场
分布更为均匀。可明显改善吸附效果，提高吸附剂的利用率。
关键词变压吸附塔；ＦＬＵＥＮＴ；流场分布；优化。 中图分类号ＴＱ０５３．５ 文献标识码Ａ Ｄ０Ｉ １０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００６—６８２９．２０１２．Ｏ１．０１０
目前，国内变压吸附系统使用的吸附塔大多是
从塔底部进气的固定床填料塔。由于吸附过程主要
是依靠气体通过吸附剂的传质过程完成，所以，气体
在吸附剂床层的分布对于吸附剂的有效利用和气体
吸附效率有着重大的影响。径向吸附塔相对于轴向
吸附塔具有床层压降小、能强制气体均匀分布等优
点，有些变压吸附系统的吸附塔已经由传统的轴向
吸附塔改变为径向吸附塔ｌｌｉ。
近年来，对固定床内流场的研究越来越多地采
用计算流体力学的方法进行翻。钟思青等使用ＣＦＸ
软件对固定床反应器内流场进行了计算．并比较了加
入气体分布器后的流动状况，计算结果与实验吻合［３１；
刘永兵等建立了固定床内流体流动的数学模型，模
拟结果与实验结果吻合［４１：马素娟等数值模拟了径向
流固定床反应器内的流动，得到了反应器内的速度
和压力分布情况［５１；Ｓ Ｎａｔａｒａｊａｎ、Ａ Ｊａｆａｒｉ、Ｈ Ｆｒｅｕｎｄ等
人用ＣＦＤ计算了流体通过填料塔的流场分布并和
实验数据做了对Ｌ［４１。目前，工业上使用的径向吸附
塔的吸附剂利用率不高，吸附效率较低，而对此问题
的研究则较少。
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。
径向流分子筛吸附器流场数值模拟 2
收稿日期
:20092
122
30
作者简介
:李剑锋
,男
,1983年生
,2009年毕业于江苏工业学院化工过程机械专业
,现在杭州杭氧股份有限公司设计
研究院从事分子筛吸附器等单元设备的开发、设计工作。径向流分子筛吸附器流场数值模拟
李剑锋1
,周寒秋2
,林秀娜3
(
1、
31杭州杭氧股份有限公司设计研究院
,浙江省杭州市东新路
388号
310004;
21杭州杭氧股份有限公司石化工程公司
,浙江省杭州市东新路
388号
310004)
摘要
:介绍了径向流分子筛吸附器的主要结构和工作原理。采用
CFD软件对径向流分子筛
吸附器流场进行了模拟计算
,分析了径向流分子筛吸附器流场压力分布和气体流动速度分布
,比
较分子筛层和氧化铝层中不同位置处的速度分布曲线
,预测径向流分子筛吸附器吸附工作时吸附
饱和临界突破位置。
关键词
:空分设备
;分子筛吸附器
;径向流
;流场
;数值模拟
中图分类号
:TB662 文献标识码
:A
FlowfieldnumericalsimulationofradialflowmolecularsieveadsorberLiJianfeng1
,ZhouHanqiu2
,LinXiuna3
(
1、
31
DesigningInstitute,HangzhouHangyangCo.,Ltd.,388DongxinRoad,Hangzhou
310004,Zhejiang,P.R.China;21
Petro2
chemicalEngineeringCompany,Hangzhou
HangyangCo.,Ltd.,DongxinRoad,Hangzhou310004,Zhejiang,P.R.China)
Abstract:Here,themainstructureandworkingprincipleofradialflowmolecularsieveadsorberarebriefed.
ThesimulationcalculationismadewithCFDsoftwarefortheflowfieldofradialflowmolecularsieveadsorber,
基于CFD的脱硫塔内部流场优化
基于CFD的脱硫塔内部流场优化
赵大周;郑文广;何胜;刘博
【摘 要】建立了三维脱硫塔数值模型，模拟研究了托盘及雨披环对塔内流动的影响，结果表明：托盘能够有效改善塔内流场，利于脱硫反应的进行，使脱硫效率增大，但是会增大系统压降。雨披环可以有效减少烟气沿壁面的逃逸，系统压降略有增大。
【期刊名称】《发电技术》
【年(卷),期】2016(037)001
【总页数】4页(P35-38)
【关键词】脱硫塔;托盘;雨披环;流场
【作 者】赵大周;郑文广;何胜;刘博
【作者单位】华电电力科学研究院。浙江杭州310030
【正文语种】中 文
【中图分类】X701.3
脱硫系统经过近20年的发展已经日趋成熟，成为我国大型火电厂的一个重要组成部分，为我国的环保事业做出了巨大的贡献[1]。但是，随着国家对环保方面的要求越来越高[2]，部分传统的火电厂脱硫系统已经无法满足现今的环保标准，脱硫塔的优化构件改造成为了一个重要的解决方案。数值模拟因具有简便、快捷、高效等优点因而被广泛的应用[3-4]，为工程设计及优化提供参考。
本文采用计算流体力学Fluent对脱硫塔内托盘、雨披环两种种比较常见的流场优化构件进行模拟比较分析。
1.1模型的建立及网格划分
本文根据现场施工图，按照1∶1的比例利用GAMBIT软件建模并进行网格划分，网格使用的是结构化和非结构化组成的混合网格，网格总数约为100万，如图2所示。
1.2假设与简化
本文在模拟计算时对脱硫塔模型、以及其内部烟气的流动、浆液与烟气之间两相流动做了如下假设与简化[5，6]：
（1）将烟气视为不可压缩流动。
（2）将液滴作刚性球体考虑，不考虑浆液液滴之间的碰撞、破碎和并聚。
（3）忽略塔内喷淋管等部件对流场的影响。
（4）计算区域仅考虑浆液池以上的部位。
选用标准k-ε模型描述脱硫塔内烟气的湍流流动，反应器内的托盘以及除雾器用多孔介质模型代替，本文的液滴运动采用拉格朗日离散相模型来描[8，9]，采用随机漫步模型（Discrete Random Walk，DRW）来修正塔内湍流流动对液滴运动的影响。液滴在塔内的受力只考虑曳力和重力的作用。