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钢铁工业是中国废气排放大户,钢铁生产过程中产生的SO2主要来源于烧结工序。循环流化床烟气脱硫技术是近几年开发的具有很好前景的烟气脱硫技术,本文以烧结厂烧结烟气循环流化床脱硫工艺中的脱硫塔为研究对象,采用数值模拟的方法对脱硫塔内气固两相流场进行了数值模拟分析,重点考察入口结构和出口结构对脱硫塔内流场的影响。
首先,以脱硫塔的入口结构为研究对象,考察了入口结构为90°弯管和组合弯管时脱硫塔内的气相停留时间分布、固体颗粒的浓度分布及颗粒的停留时间分布特征。模拟结果表明入口结构为组合弯管的脱硫塔流场分布比90°弯管的流场分布均匀,组合弯管入口结构明显改善了脱硫塔内的气固两相流场分布。
其次,对脱硫塔出口配置一台和两台旋风分离器时的脱硫塔内流场进行分析。采用RSM湍流模型对气相流场进行模拟,在得到气相稳定流场的基础上加入颗粒相,利用颗粒轨道模型对脱硫塔内的颗粒浓度分布进行模拟研究。模拟结果表明,脱硫塔出口径向配置两台旋风分离器时,脱硫塔内的气固两相流场分布较均匀。
最后,对脱硫塔入口结构进行改造。依据旋流流动的特点,初步设想脱硫塔入口采用旋流进气或者旋流与直流复合进气方式,提高气流的剪切力和湍流强度,改善脱硫塔内的流场分布,从而提高脱硫效率。