资源描述：
《烟气脱硫喷淋塔流体力学特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、烟气脱硫喷淋塔流体力学特性研究2001年12月 电 力 环 境 保 护 第17卷 第4期烟气脱硫喷淋塔流体力学特性研究StudyonaerodynamiccharacteristicsofFGDsprayscrubber李仁刚,管一明,周启宏,孙大伟,孙祥志(国家电力公司电力环保研究所,江苏南京 210031)摘要:研究了喷淋空塔内烟气流速、液气比和吸收区高度等因素对气相阻力的影响,并在实验室研究的基础上建立了喷淋塔流体力学数学模型,讨论了烟气流速、液滴直径等工艺参数对液滴停留时间、吸收区阻力和塔内传质面积
2、的影响。关键词:脱硫喷淋塔;流体力学;数学模型Abstract:Theeffectoffluegasvelocity,rationofliquidtogasandabsorbingheightongaspressuredropwasinvestigat2edatlaboratoryscaletestfacility.AnaerodynamicmodelhasbeendevelopedforFGDsprayscrubber,andadiscussionondropresistanttime,gaspressuredropandmasstransfe
3、rareawascarriedoutbasedonthemodel.Keywords:FGDsprayscrubber;fluiddynamics;mathematicalmodel中图分类号:X701.3 文献标识码:B 文章编号:1009-4032(2001)04-0004-05 湿法烟气脱硫工艺中常用的吸收塔塔型主要有3种:喷淋空塔、填料塔和喷射鼓泡塔。由于火电厂烟气中SO2浓度较低,体积分数通常<3000×10-6,且SO2易溶于水,达到90%以上脱硫效率仅需2～3个传质单元数,适合选用喷淋空塔。此外,喷淋空塔
4、具有阻力小,内构件少,不易结垢等优点。以上2方面因素,使喷淋空塔成为湿式石灰石烟气脱硫工艺中的主导塔型。喷淋空塔内的流动较为复杂,对于吸收塔压降、液滴停留时间、塔内持液量等内部流动规律,目前尚无成熟的计算方法。然而,吸收塔压降在整个脱硫系统能耗中占有较大的比例,直接影响脱硫装置运行的经济性,是脱硫系统设计中的一个重要经济、技术指标;液滴停留时间和塔内持液量与传质面积有关,是决定脱硫效率的主要因素。因此,有必要对喷淋空塔进行冷态试验研究,探索流体力学规律,优化吸收塔设计。1 试验装置 试验装置及流程见图1。吸收塔直径0.4m,高6m,塔内设2个喷
5、淋层,每层装3个喷嘴,喷嘴为旋流型。2个喷淋层共用1台清水泵,泵入口与吸收塔底部循环槽连接,喷淋液循环使用,泵出口管道上装设电磁流量计,测定喷淋液流量。吸收塔入口处装有1块气流分布板,均布塔内气流。塔内风速通过调整引风机门开度控制,为防止引风机带水,在吸收塔出口处装设2级除雾器。图1 系统流程4(高亮注释wang2012/5/2317:43:53空白)沿塔高方向共设4个压力测点,分别位于喷淋层上和吸收区高度为1.25、2.3、3.25m处。2 试验结果与分析试验研究了不同烟气流速、液气比和吸收区高度条件下的吸收区阻力。2.1 烟气流速对吸收区阻力
6、的影响吸收区高度为2.3m,液气比(L/m3)分别为12、14和16的条件下,吸收区阻力随烟气流速的变化见图2。烟气流速较低时,压降随着流速增加而递增的速度相对比较平缓。当烟气流速从3.0m/s提高至2001年 李仁刚等:烟气脱硫喷淋塔流体力学特性研究 第4期4.5m/s时,烟气流速增加了50%,吸收区阻力损失由260Pa增至660Pa,增加了154%,阻力增加幅度约为流速增加幅度的3倍;当烟气流速<4.5m/s时,压降与流速的关系曲线变陡,吸收区压降随流速的增加而急剧增大,流速由4.5m/s提高至5.0m/s
7、时,流速增加11%,吸收区阻力损失增至880Pa,增加了47%,约为流速增加幅度的4倍。产生此现象的主要原因是由于在相同液气比条件下,流速的增加,不仅提高了吸收液的喷淋高度,而且也减小了液滴在塔内的下降速度,尤其在高流速条件下,液滴下降速度较小,塔内持液量急剧增加,压降也随之迅速增大。图2 烟气流速对吸收区阻力的影响压降与液气比的关系近似呈线性,压降随液气比(喷淋密度)的增大而增加。高烟气流速时,压降与液气比的关系偏离线性,其原因可能是高流速时喷淋液量增大,而喷嘴数不变,导致吸收液滴的初始速度增大,使压降与液气比呈现不完全线性关系。2.3 吸收区
8、高度对吸收区阻力的影响吸收区高度对吸收区阻力的影响见表1、图4。表1 不同吸收区高度范围内的平均阻力烟气流速液气比阻力/Pa·m-1/m
