利用FLUENT软件对脱硫塔内流场和温度场模拟分析-北极星大气网

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摘要：本文以一种典型的石灰石-石青湿法烟气脱硫喷淋塔为研究对象，根据塔内工况，以紊流k-e模型及颗粒轨道模型为理论基础，采用有限体积法，运用交错网格，以速度和压力为原始变量，用Gambit软件构造网格节点，再运用Fluent软件计算了脱硫喷淋塔内三维流场和温度场;讨论了烟气入射角度以及喷淋层布置对脱硫的影响。

关键词：脱硫喷淋塔数值模拟

1、软件介绍

FLUENT软件是由美国FLUENT公司发行的，在美国的市场占有率为60%。

该软件是目前国内使用最广泛、适应性最广、功能最全的软件。Fluent软件应用范围广，也同样使用在科学研究中。该软件可以进行大量模拟复杂计算，使帮助研究人员从繁杂计算工作中解脱，从而大大提高工作效率，研究人员节省出更多时间和更多精力研究分析问题基础化、关键化等工作，人与计算机取长补短，优势互补，同时取得事半功倍的科研成果[1-3]。

Fluent的软件针对各种物理问题的流动力学特点，均设计单独的数值模拟解法，用户可进行不同格式选择，使该软件在精度、稳定性和计算速度等方面达到最佳。同时，CFD(计算流体力学)软件之间可以进行数值交换，并对交换的数值采用统一模式和定义进行处理，从而大大提高我们的工作效率。

总而言之， Fluent软件作为一种流体力学软件，可以运用适合于各种问题数值解法，针对各种不同流动力学物理问题特点，在计算稳定性、精度、速度等各个方面达到最优化。Fluent软件分别可计算化学反应、温度场、流场、传热等不同反应模式。其本质是编辑许多计算机运算的模块，根据不同流场、边界来采取不同的模型计算相对应数值。目前，Fluent软件程序已广泛应用于制造、生物、水利、医学等方面[4]。

2、吸收塔原型及其利用软件计算参数

2.1吸收塔原型

本论文以典型吸收塔模型作为模拟研究计算对象，该石灰石—石膏湿法脱硫工艺在现有企业已得到很广泛应用实践，这样论文的计算也更加有普遍性。工艺流程是石灰石浆液送至塔内布置在不同高度的喷淋层，再由喷嘴向下喷出分散的小液滴往下掉落;同时，烟气逆流向上流动，气液充分接触并相互掺混，从而对二氧化硫进行洗涤脱除[5]。

为了便于简化模型计算，在计算参数方面作如下假定：

(1)烟气进入脱硫塔前已经过静电或者布袋等各种方式除尘器除尘，因此烟气看作不含颗粒相的气体;

(2)将浆液池液面视为静止液面，对于所占据的空间及其浆液池本身部分不纳入计算区域;

(3)由于除雾器构件构造复杂，对流场的影响难以预料，并且该构件的主要作用对于整个烟气脱硫反应过程及脱硫效率的产生影响较小，因此除雾器及其空间不纳入本文塔内流场的计算;

(4)由于无法在计算实体上生成喷淋梁及喷嘴的网格，因此将其略去。

2.2吸收塔基本参数

吸收塔基本参数见表2.2-1

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