三相流化床是一种具有高效传热、传质性能的设备,高速湍动的床层为相间传质提供很大的表面积,同时还具有床体自净的功能。三相流化床的这种特点,使其在用于处理含粉尘气体的净化方面有明显优势。事实上,一些潜在的因素如填料小球易磨损、气体沟流造成的床内流场不均匀以及阻力较高等问题,使得三相流化床应用的长期可靠性得不到保证,如果能很好的认识三相流化床内的流场分布和传质特性,采取相应措施,优化三相流化床的操作,便可以将其广泛地应用于烟道气的脱硫。本文在三相流化床中引入振动,建立实验装置,开展了振动三相流化床的流体力学和脱除模拟烟气中SO2的传质特性实验研究。分别采用计算流体力学(CFD)和因次分析法对三相流化床内流体流动和传质特性进行模拟。在流体力学特性实验中,系统地研究了床层压降、床层膨胀率和液含率变化规律,结果表明:振动对三相流化床流场的影响较复杂,在K=0~2.8范围内,提高振动强度有利于床内流化质量的改善;K>2.8时振动使得床内液体和颗粒出现向上的同向运动,在分布板处形成大气泡;对于本实验系统,在K=2.8时,振动对流化质量的改善达到最佳效果。对三相流化床内流体流动进行合理假设,简化了流体流动的物理模型。采用欧拉模型建立三相流化床内流体流动的封闭方程。压力-速度耦合用SIMPLE方法进行处理,离散格式采用有限体积方法,用二维轴对称非稳态求解。数值求解得到三相流化床内复杂的压力场、速度场、局部相含率和湍动能的分布规律。实验拍摄到的流动漩涡在数值模拟结果中有较好验证。数值模拟和实验条件下得到的床层压降进行比较,结果吻合较好,误差在±20%以内。在SO2的吸收实验中,考察了振动三相流化床的传质性能,结果表明:体积传质系数随气体流速的增加先升高后略有降低,随液体流速的增加而升高,随静床高度的升高而降低,随振动强度的增加呈现抛物线走势,在K=2.8处取得最大值。结合实验数据,用因次分析法进行关联,获得了以气相颗粒雷诺数、气相施密特准数、振动强度、相似准数和谐时准数表示的振动三相流化床烟气脱硫体积传质系数的准数关联式。与实验数据进行了对比验证,结果吻合较好,误差在±20%以内。通过实验验证和模型分析,证明振动三相流化床应用于烟气脱硫是可行的,欧拉模型对于三相流化床流体流动分析,具有一定的实用价值,经验关联式能够为振动三相流化床的工业放大提供理论依据。