脱硫吸收塔深度除尘气液固三相模拟研究

葛春亮，蒋 楠，刘文榉，厉雄峰，李晨朗

（1.浙江天地环保科技股份有限公司，浙江 杭州 311100；2.中国机械设备工程股份有限公司，北京 100055）

近年来我国经济社会快速发展，同时也产生了持续增长的能源消耗，面临着严重的大气环境问题，电力行业燃煤产生的SO2和细颗粒物依然是我国大气环境的主要污染源[1-5]。石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前电力行业运用最为广泛的一种脱硫技术[4]。研究表明[6]，对于粉尘而言，湿法烟气脱硫（WFGD）系统的脱除效率能达到60%~80%，但该系统存在着设备投资高、布置场地受限等不足。在后超低排放时代，还需进一步提高脱硫吸收塔协同除尘能力，挖掘吸收塔深度除尘潜力[7-8]。脱硫吸收塔内部流场较为复杂，涉及到气液固三相介质流动，为了解塔内部流动变化情况、脱硫除尘影响因素及互相之间的关系，需要利用数值模拟技术进行参数分析。

近年来，国内外学者提出的三相流动模型有拟均相模型[9-10]、三流体模型[11]、欧拉-离散相模型[12]等。其中，欧拉-离散相模型针对气液固各相流动的特点，采用Eulerian-Lagrangian方法，在Euler坐标系中描述连续相的运动，在Lagrangian坐标系中描述离散相的运动，同时考虑离散相与连续相之间的耦合作用，这种模型能够较好地模拟多相流动。本文将脱硫吸收塔气相视为连续相，在Euler坐标系下计算流场，将颗粒和液滴视为离散相在Lagrangian坐标系描述其运动轨迹，同时考虑离散相和连续相之间的耦合作用，以及惯性撞击、拦截和热泳捕集作用机制，并在此数值模拟基础上，研究不同运行参数对其脱硫吸收塔的影响，探讨脱硫吸收塔深度除尘技术的可行性。……