软锰矿浆烟气脱硫反应器内气_液两相流的数值模拟_王维忠

软锰矿浆烟气脱硫反应器内气－液两相流的数值模拟*王维忠1蒋文涛1苏仕军2郑庭辉1张传君2(1．四川大学工程力学系，成都610065;2．国家烟气脱硫工程技术研究中心，成都610065)摘要:为了揭示喷射鼓泡反应器内流动结构和气液分散特性，为该反应器的优化设计提供理论指导，应用计算流体动力学(CFD)方法对反应器内气液两相流动结构进行了数值模拟，并提出气含率方差概念用于定量描述气相分散程度。着重考虑了搅拌转速和表观气速对通气功率、整体气含率和气相分散程度的影响。结果表明:流场的重要特征与前人的类似实验结果和数值模拟结果一致;数值模拟能很好地捕捉了六直叶圆盘涡轮桨的气穴现象;气穴现象会导致通气功率降低且不利于气液混合;整体气含率随转速和表观气速的增加而增大，但从气液混合与能耗的的角度考虑，搅拌转速宜采用200～300r/min，表观气速为0.04～0.06m/s。关键词:软锰矿;烟气脱硫;数值模拟;气穴;气含率方差NUMERICALSIMULATIONOFGAS-LIQUIDFLOWINFLUEGASDESULFURIZATIONREACTORWITHPYROLUSITESLURRYWangWeizhong1JiangWentao1SuShijun2ZhengTinghui1ZhangChuanjun2(1．DepartmentofEngineeringMechanics，SichuanUniversity，Chengdu610065，China;2．NationalEngineeringResearchCenterforFlueGasDesulfurization，Chengdu610065，China)Abstract:Aimingtorevealtheflowstructureandgas-liquiddispersioninajetbubblingreactor，andprovidetheoreticalinstructionforreactordesignoptimization．ComputationalFluidDynamics(CFD)wasadoptedtosimulatetheflowstructureinthereactor;gasholdupvariancewasfirstproposedtoquantitativelydescribethegasdispersion．Theeffectsofrotationalspeedandsuperficialgasvelocityongassedpowerconsumption，overallgasholdupandgasdispersionwereexamined．Thecomputedgas-liquidflowfieldagreedwellwiththeexperimentalandnumericalfindingsreportedintheliterature．Thegascavitiesbehindthebladeswerereproducedbythissimulation．Itisindicatedthatthegascavitiessignificantlyreducedthegassedpowerwithrespecttoungassedconditionsandgoagainstgas-liquiddispersion．Overallgasholdupwasfoundtoincreasewithrotationalspeedandsuperficialgasvelocity．Arotationalspeedof200～300r/minandasuperficialgasvelocityof0.04～0.06m/swereproposedtoadoptinaccordancewiththegas-liquiddispersionandpowerconsumption．Keywords:pyrolusite;fluegasdesulfurization;numericalsimulation;gascavity;gasholdupvariance*国家863计划(2008AA06Z316)。1概述据《2008年环境统计年报》报告我国SO2的排放量以2321万t位列世界第一，由此引起的酸雨危害是我国亟待解决的重大环境问题之一。烟气脱硫(FGD)是目前控制二氧化硫污染最有效和最主要的技术手段，按其工艺可分为干法和湿法两种。在湿法脱硫技术中，相比于目前广泛使用的石灰乳吸收法和钠碱法，软锰矿浆烟气脱硫作为一种新的脱硫方法，具有成本低、避免二次污染和副产品价值高等优点。加之我国软锰矿资源丰富，使得该方法已成为目前脱硫技术研究的主要方向。用于软锰矿脱硫的设备主要