脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

由表3可见，出口烟气中含湿量(水质量(kg)/干空气质量(kg))设计计算值为0.112，与单喷嘴模拟结果(0.108)和三喷嘴模拟结果(0.100)分别相差3.57%和10.71%，可认为计算与模拟有着一致的对应关系。

由图4a)、图4b)可见，液滴在塔内旋转流动，三喷嘴情况下液滴蒸发很快，几乎在塔的中部即蒸发完全，出口温度达到设计要求，烟气回到烟道后对静电除尘无影响;单喷嘴情况下，出口温度与设计值相差约5℃，仍有约3.34%的液滴未完全蒸干即逃逸出去。三喷嘴的蒸发塔中，单个喷嘴所需的雾化量越少，液滴在烟气流场的带动作用下越容易散开，根据对流传热学分析可知，其增大了与烟气的换热面积，液滴完全蒸干也越容易。

3.3烟气温度对雾化蒸发的影响

考虑到负荷波动对烟气温度的影响，考察了550~650K时烟气温度对液滴群蒸发质量的影响。

由3.2节可知，600K时三喷嘴蒸发塔可满足设计要求。由传热理论可知，温度越高，蒸发越容易，在温度超过600K时，可完全满足设计要求。通过数值模拟得到初始粒径相同时液滴粒径随烟气温度的变化关系(见图5)。

图5烟气温度变化对蒸发时间的影响

液滴粒径为60μm时，随着热量的不断传输，液滴粒径首先平稳减小，后快速蒸干消失，随着加热的进行，液滴颗粒直径越来越小，比表面积变大，烟气的热量吸收更快，导致液滴直径变化加快，蒸发所用时间减少。追踪300个液滴颗粒，发现温度越高，蒸干所需要的时间越短，平均蒸发时间从550K时的1.47s减少到650K时的0.48s;烟温低于600K，液滴蒸干所需的时间明显变长。

这是因为温度梯度越大，气体环境向液滴传热能力越强，其蒸发速度也就越快;质量扩散系数随着气流温度的下降而变小，雾化液滴与烟气间的传质能力也变小，造成烟温600K以下时初始的蒸发较慢[23]。

3.4液滴直径对雾化蒸发的影响

为研究颗粒直径对雾化蒸发的影响，选择三喷嘴相距约0.7m布置，每个喷嘴流量0.2kg/s，对粒径为60μm、80μm、100μm、120μm的颗粒轨迹进行模拟，结果如图6所示。

研究结果表明，颗粒越细，液滴在蒸发塔里运动轨迹越少，雾化效果越好，蒸发时间也越短。粒径60μm时，液滴在塔中完全蒸发，80μm时，几乎在塔底出口处完全蒸发，随着粒径的进一步增大，出口逃逸的液滴颗粒越来越多，最高达总液滴颗粒数的13.67%。由此可见，液滴直径对液滴的雾化蒸发影响显著。图6不同直径液滴在烟道烟气中的运动轨迹(单位：s)

图6中，液滴以160m/s的初始速度从实心

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