石灰石濕法煙氣脫硫塔內(nèi)過程分析與研究.pdf

1、濕法脫硫技術(shù)是應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最為成熟的煙氣SO2排放控制技術(shù)。整個脫硫系統(tǒng)中吸收塔是火電廠濕法脫硫的核心設(shè)備，脫硫反應(yīng)主要在塔內(nèi)進行，復(fù)雜的速度場和溫度場是影響脫硫效率的關(guān)鍵因素。但是塔內(nèi)過程情況僅靠試驗難以揭示，因此數(shù)值模擬在認識脫硫塔內(nèi)過程方面起著重要的作用。 本文以典型的石灰石濕法脫硫噴淋吸收塔作為研究對象，以某大型火電廠300MW機組圓柱形脫硫塔(Φ13×38m)為物理模型，采用有限容積法及連續(xù)相模型為理論基礎(chǔ)，選用紊

2、流k-ε模型及SIMPLE算法，運用交錯網(wǎng)格，以速度和壓力為原始變量，用Gambit軟件構(gòu)造網(wǎng)格節(jié)點，通過CFD商業(yè)軟件Fluent6.0，對不同狀態(tài)下脫硫塔內(nèi)煙氣的三維速度場和溫度場進行了數(shù)值計算，并且運用熱量交換和質(zhì)量交換的比擬關(guān)系對塔內(nèi)二氧化硫濃度分布情況進行了預(yù)測。數(shù)值計算結(jié)果與所選用的300MW機組脫硫塔實際運行情況進行比較，對塔內(nèi)速度場和溫度場的分布特征進行了較全面的分析。 通過計算分析，濕法煙氣脫硫反應(yīng)系統(tǒng)pH值應(yīng)

3、控制在4.8～5.5之間，在此控制區(qū)間內(nèi)反應(yīng)系統(tǒng)脫硫過程主要以SO2的擴散為主要控制步驟；通過模擬結(jié)果分析可知：為提高氣液傳質(zhì)效果，使煙氣流速分布均勻，噴淋層應(yīng)布置在煙氣回流區(qū)域，大約位于漿液池上部10～15m的位置；另外，圓弧形塔壁使入射煙氣形成受限射流，在出口的作用下，旋轉(zhuǎn)上升的氣流提高了煙氣流動過程的湍流程度，從而有利于脫硫反應(yīng)的進行；噴淋層位置較低時，可以提高流場的湍流程度，但氣液接觸時間較短；噴淋層位置較高時，氣液接觸時間較長

4、，但對于流場的湍流程度提高不大。因此，實際運行過程中，應(yīng)該低位噴淋與高位噴淋相結(jié)合，這樣既可以提高流場的湍動強度，還可以延長氣液接觸時間，有利于脫硫過程的進行；運用湍流過程的比擬原則，根據(jù)熱量交換與質(zhì)量交換的比擬關(guān)系，以高位低位結(jié)合噴淋情況為例進行計算表明，脫硫效率計算結(jié)果與實際運行脫硫效率的誤差小于30％，這主要是因為運用比擬關(guān)系分析時忽略了傳質(zhì)作用。但這種處理方法簡化了傳質(zhì)過程，便于對塔內(nèi)二氧化硫的濃度分布進行定性分析；噴淋層啟動時