【摘 要】
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随着垃圾焚烧发电的不断发展,烟气脱酸越来越受到关注。脱酸塔内合理组织气液流动,实现气液充分混合,是提高液滴利用率,实现高效脱酸的关键。研究脱酸塔内气液分布、气液混合及液滴群蒸发特性,对指导实践具有重要意义。针对喷雾干燥脱酸塔内气液混合问题,采用Euler-Lagrange方法,对塔内的烟气流动和液滴群运动及蒸发进行模拟。先研究了塔内气液分布和液滴群蒸发的基本特性,建立液滴群无量纲径向位移和散布程度
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随着垃圾焚烧发电的不断发展,烟气脱酸越来越受到关注。脱酸塔内合理组织气液流动,实现气液充分混合,是提高液滴利用率,实现高效脱酸的关键。研究脱酸塔内气液分布、气液混合及液滴群蒸发特性,对指导实践具有重要意义。针对喷雾干燥脱酸塔内气液混合问题,采用Euler-Lagrange方法,对塔内的烟气流动和液滴群运动及蒸发进行模拟。先研究了塔内气液分布和液滴群蒸发的基本特性,建立液滴群无量纲径向位移和散布程度来描述液滴群分布,提出了截面混合数和空间混合数并引入液滴群质量加权蒸发时间,来量化气液混合及液滴群蒸发特性。再研究了气液参数、气液两相动量参数、双入口结构下入口烟气旋流强度对气液特征参数的影响,获得了气液混合及液滴群蒸发特性,探明了影响塔内气液混合的关键控制因素。得到以下主要结论:（1）液滴群无量纲径向位移、液滴群散布程度,直观的表达了液滴群的空间分布;截面混合数和空间混合数将气液混合定量化,混合数为0时,气液混合均匀性最好,简洁的呈现出了脱酸塔内的气液混合规律。当液滴群径向位移靠近烟气轴向速度峰值位置,同时液滴群散布程度增加,气液空间混合数将显著减小,气液混合均匀性将显著改善。（2）研究了烟气旋流强度、液滴群平均粒径、烟气入口温度对气液特征参数的影响。结果表明:烟气旋流强度和液滴群平均粒径对液滴群分布影响显著。烟气旋流强度从0增加到0.5,液滴群径向位移先缓慢减小后迅速增加;液滴平均粒径从65μm到190μm,液滴群径向位移增加了约2倍。合适的烟气旋流强度和液滴群平均粒径,气液空间混合数存在最小值,旋流强度0.3时,气液空间混合数最小,与直流相比,减小了33.6%;液滴群平均粒径150μm时,气液空间混合数最小,与液滴群平均粒径65μm相比,减小了约50.4%。液滴群质量加权蒸发时间与烟气旋流强度和烟气温度呈负相关,在液滴群平均粒径为105μm时出现了极小值。（3）研究了喷雾液滴群初始速度、喷雾流量、入口烟气轴向速度对气液特征参数的影响。结果表明:烟气轴向速度从6.02m/s增加到11.18m/s,液滴群径向径向位移、质量加权蒸发时间和气液空间混合数先快速减小后缓慢减小,截面混合数沿高度方向的增加幅度先增加后减小。烟气轴向速度从6.02m/s增加到7.74m/s,促进了液滴蒸发,使得气液截面混合数在高度方向的增加幅度增加,烟气轴向速度超过7.74m/s,烟气夹带作用增强使得液滴群蒸发减慢,烟气较高的轴向速度,增加了液滴群的轴向距离,使得气液截面混合数在高度方向的增加幅度减小。受烟气主导,喷雾动量对气液混合影响较小,但在过高的液滴群入射速度下会导致气液混合均匀性明显下降。（4）双入口结构下,烟气旋流强度增加,液滴群的径向位移减小,液滴群的散布程度提高,内入口旋流增加使得气液匹配性更好,能更有效的提高气液混合的均匀性。大液滴穿过内入口射流后,动量显著降低,使得外入口烟气旋流成为控制大液滴形成螺旋运动的关键。
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