噴淋塔是濕法煙氣脫硫工程中的常用設(shè)備，具有阻力小，內(nèi)構(gòu)件少，不易結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)。因此，噴淋塔已成為大型火電廠濕式石灰石煙氣脫硫工藝中的主導(dǎo)塔型。實(shí)際運(yùn)行表明影響濕法煙氣脫硫效率的關(guān)鍵因素是塔內(nèi)復(fù)雜的流場(chǎng)，對(duì)于噴淋塔這一反應(yīng)器，僅靠試驗(yàn)難以揭示塔內(nèi)的流動(dòng)情況，因此數(shù)值模擬在認(rèn)識(shí)噴淋塔煙氣流動(dòng)規(guī)律與設(shè)計(jì)方面起著重要的作用。


噴淋塔內(nèi)的氣液分布嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率，影響脫硫塔內(nèi)氣液分布的因素主要有煙進(jìn)口方式和與面傾角、噴淋裝置的布和嘴特性（射度半徑等）。噴淋塔內(nèi)脫硫過程中煙氣與漿液的吸收過程是一個(gè)典型的氣液兩相流動(dòng)過程。Euler-Euler方法和Euler-Lagrange方法是現(xiàn)有的兩相流兩大經(jīng)典理論。

Euler-Lagrange方法中的顆粒軌道模型（DPM）是著名的顆粒流體兩相模型之一，它用是著名的顆粒流體兩相模型之一，它用Euler方程描述氣體湍流的連續(xù)相，用Lagrange方程進(jìn)行粒子跟蹤來描述顆離散相，該模型方程進(jìn)行粒子跟蹤來描述顆離散相，該模型優(yōu)于其它兩相流模型的地方是：它是在拉格朗日坐標(biāo)系中模擬顆粒之間碰撞過程的，通過將離散相分成顆粒，將描述運(yùn)動(dòng)的方程分成顆粒間相互碰撞的作用力方程和流體對(duì)每一個(gè)顆粒的作用力方程兩部分進(jìn)行模擬的。

運(yùn)用顆粒軌道模型時(shí)，只需對(duì)做比較少的假設(shè)，單個(gè)離散相顆粒也根據(jù)其物理特性直接定，因此方程均是形式較簡(jiǎn)單的常微分方程，在模擬復(fù)雜經(jīng)歷(如顆粒凝并、破碎如顆粒凝并、破碎)的顆粒相蒸發(fā)、揮的顆粒相蒸發(fā)、揮發(fā)、燃燒等異相反應(yīng)情況時(shí)可以方便簡(jiǎn)單進(jìn)行，且避免了離散相的數(shù)值擴(kuò)散，但該模型的方程數(shù)與離散相顆粒是一一對(duì)應(yīng)，因此變得極多，計(jì)算量得十分龐大，計(jì)算過程復(fù)雜。現(xiàn)在，因?yàn)轭w粒軌道模型已經(jīng)被Fluent收納其中，所以該模型的應(yīng)用就變得更廣泛了。

FLUENT進(jìn)行計(jì)算的基本假設(shè)：

1.通常送入噴淋塔內(nèi)的煙氣都是已經(jīng)過除塵器處理，因此視為煙氣不含塵的潔凈煙氣；同時(shí)，假設(shè)煙氣是不可壓縮的牛頓流體；

2.煙氣的流動(dòng)為三維、定常流動(dòng)，且湍流是各向同性的；

3.假設(shè)漿液滴為球形；

4.吸收塔壁面為絕熱；

5.氣與吸收液的反應(yīng)過程幾乎在漿池以上區(qū)域就已完成，因此將面設(shè)定為靜止?fàn)顟B(tài)，且不將漿液池納入計(jì)算范圍；

6.將噴淋塔模擬區(qū)域設(shè)定為漿液池液面以上至除霧器下端，并設(shè)定漿液

為反射面、除霧器出口為等壓面；同時(shí)，忽略掉塔內(nèi)噴嘴、噴淋層的幾何尺寸等組件對(duì)氣液兩相流場(chǎng)的影響。

計(jì)算相關(guān)步驟

1.計(jì)算模型

設(shè)置DPM模型。

設(shè)置噴嘴Injection的參數(shù)和數(shù)量，以設(shè)計(jì)圖紙上的三維直角坐標(biāo)值確定噴嘴位置，以噴嘴液滴出口速度、噴淋夾角和液滴尺寸分布等一系列特性參數(shù)來表征噴嘴的特性。

離散相液滴粒徑分布用Rosin-Rammler模型。

2.邊界條件

設(shè)置質(zhì)量流量入口和壓力出口的流量值、壓力值和溫度。邊界條件的設(shè)置與一般仿真沒有區(qū)別。

3.求解策略

先不考慮離散項(xiàng)計(jì)算，只進(jìn)行瞬態(tài)流場(chǎng)計(jì)算，收斂后再加入離散型模型計(jì)算得到最終結(jié)果。

4.后處理

查看噴淋塔內(nèi)溫度的分布

算例示意