喷淋层组合方式对大型脱硫塔内流动和热湿交换过程影响的数值模拟

采用计算流体力学方法对大型脱硫塔内的喷淋层(共4层)组合方案进行数值模拟。通过欧拉-拉格朗日方法,充分考虑气液两相间的动量、质量和能量交互作用,同时把气相湍流脉动对离散相轨迹的影响也考虑在内,从而获得喷淋层变化时塔内的气液两相流动和热湿交换规律,并与现场数据作对比。研究结果表明:仅底层喷淋时,在吸收塔入口左上方,气相有较大的漩涡区。而仅顶层和多层喷淋时,上述流场不均匀性得以消除。喷淋层数越多气相压损越大;仅顶层喷淋时的气相压损为仅底层喷淋的2倍。吸收塔内,喷淋层所在区段的湍动能最高;喷淋层数越多,高湍动能区域的范围和数值均增大。多层喷淋时,在第2层喷淋位置的截面平均湍动能最高,烟气继续往上流动,湍动能逐渐减小。不管喷淋层组合方式如何,烟气降温速率和水蒸气浓度增加速率的极大值所在位置都位于底层喷淋以下、近烟气入口上缘处。模拟发现,塔内潜热换热和显热换热各占总换热量的87%和13%。