脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

2.3模型验证

为验证该模型的可靠性，对浙江某电厂脱硫废水旁路塔雾化干燥设备进行调研考察。限制条件为：进口烟温350℃，出口烟温不低于120℃，固体产物水分不高于2%，以此进行最大出力研究。理论计算、数值模拟与现场试验最大出力的比较结果如图2所示。

图2理论计算、数值模拟与现场试验最大出力结果比较

由图2可见，现场试验的废水处理量较理论计算和数值模拟稍大一些，总体上理论计算和数值模拟符合试验规律，表明所建立的模型能够满足脱硫废水旁路蒸发塔系统的热力特性计算要求。

3模拟结果与分析

3.1喷雾干燥塔内连续相流场分析

本文在原有顶部进烟的基础上，增加一个倾斜向下的“哨子口”，使得烟气流场以旋流的方式充满整个塔内，同时带动顶部进入的烟气旋转，以此增加烟气与废水热质交换的时间，确保烟气离开蒸发塔前完全蒸发。液滴加入与否烟气速度轨迹线如图3所示。

图3烟气速度轨迹线(单位：m/s)

图3a)为只有烟气进入蒸发塔的迹线，可以看出烟气在进口结构和方向的控制下，以直流和旋流的方式在蒸发塔内向下流动，流场基本分布均匀，到达干燥塔底部时，根据能量守恒定律，此处的截面积最小，速度达到了最大值。

图3b)为加入粒径为60μm的雾化液滴后的烟气迹线。随着塔内烟气与液滴的热质交换，速度相较于未喷液滴时变小。这是由于液滴的存在给烟气的流动造成了阻力，部分动能转化为热能，液滴向周围雾化扩散，促进烟气产生更多的径向速度，离心力增加，旋流特性更加明显。

3.2单喷嘴与多喷嘴对雾化蒸发的影响

采用随机轨道模型，对单喷嘴与多喷嘴情况下液滴的运动情况进行了模拟，以了解液滴与旋转流动的烟气流场充分接触的情况。单喷嘴布置在蒸发塔顶部中心，三喷嘴布置在以半径为0.4m的圆环边上，各相距约0.7m;在脱硫废水总流量、温度等参数相同的情况下，模拟及计算结果如表3和图4所示。

表3蒸发塔出口参数模拟计算结果

图4单喷嘴与三喷嘴时液粒轨迹(单位：s)

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