利用FLUENT軟體對脫硫塔內流場和溫度場模擬分析

北極星大氣網訊:摘要：本文以一種典型的石灰石-石青溼法煙氣脫硫噴淋塔為研究對象，根據塔內工況，以紊流k-e模型及顆粒軌道模型為理論基礎，採用有限體積法，運用交錯網格，以速度和壓力為原始變量，用Gambit軟體構造網格節點，再運用Fluent軟體計算了脫硫噴淋塔內三維流場和溫度場;討論了煙氣入射角度以及噴淋層布置對脫硫的影響。

關鍵詞：脫硫 噴淋塔 數值模擬

1、軟體介紹

FLUENT軟體是由美國FLUENT公司發行的，在美國的市場佔有率為60%。

該軟體是目前國內使用最廣泛、適應性最廣、功能最全的軟體。Fluent軟體應用範圍廣，也同樣使用在科學研究中。該軟體可以進行大量模擬複雜計算，使幫助研究人員從繁雜計算工作中解脫，從而大大提高工作效率，研究人員節省出更多時間和更多精力研究分析問題基礎化、關鍵化等工作，人與計算機取長補短，優勢互補，同時取得事半功倍的科研成果[1-3]。

Fluent的軟體針對各種物理問題的流動力學特點，均設計單獨的數值模擬解法，用戶可進行不同格式選擇，使該軟體在精度、穩定性和計算速度等方面達到最佳。同時，CFD(計算流體力學)軟體之間可以進行數值交換，並對交換的數值採用統一模式和定義進行處理，從而大大提高我們的工作效率。

總而言之， Fluent軟體作為一種流體力學軟體，可以運用適合於各種問題數值解法，針對各種不同流動力學物理問題特點，在計算穩定性、精度、速度等各個方面達到最優化。Fluent軟體分別可計算化學反應、溫度場、流場、傳熱等不同反應模式。其本質是編輯許多計算機運算的模塊，根據不同流場、邊界來採取不同的模型計算相對應數值。目前，Fluent軟體程序已廣泛應用於製造、生物、水利、醫學等方面[4]。

2、吸收塔原型及其利用軟體計算參數

2.1吸收塔原型

本論文以典型吸收塔模型作為模擬研究計算對象，該石灰石—石膏溼法脫硫工藝在現有企業已得到很廣泛應用實踐，這樣論文的計算也更加有普遍性。工藝流程是石灰石漿液送至塔內布置在不同高度的噴淋層，再由噴嘴向下噴出分散的小液滴往下掉落;同時，煙氣逆流向上流動，氣液充分接觸並相互摻混，從而對二氧化硫進行洗滌脫除[5]。

為了便於簡化模型計算，在計算參數方面作如下假定：

(1)煙氣進入脫硫塔前已經過靜電或者布袋等各種方式除塵器除塵，因此煙氣看作不含顆粒相的氣體;

(2)將漿液池液面視為靜止液面，對於所佔據的空間及其漿液池本身部分不納入計算區域;

(3)由於除霧器構件構造複雜，對流場的影響難以預料，並且該構件的主要作用對於整個煙氣脫硫反應過程及脫硫效率的產生影響較小，因此除霧器及其空間不納入本文塔內流場的計算;

(4)由於無法在計算實體上生成噴淋梁及噴嘴的網格，因此將其略去。

2.2吸收塔基本參數

吸收塔基本參數見表2.2-1

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