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摘要：本文分析了反应区容积和浆液喷淋速度队脱硫塔流场和脱硫效率的影响。
关键词：脱硫塔流场；脱硫效率；反应区
1反应区容积对脱硫效率的影响
为了描述脱硫塔塔体大小以及喷淋层高度对脱硫特性的影响，通常采用脱硫
塔反应区容积的来定量描述脱硫塔大小以及喷淋层高度。本文中采用的脱硫塔反应区容积的定义如下所示：单层喷淋反应区容积=吸收塔横截面积？（入口上段到喷淋层距离）多层喷淋反应区容积=多层喷淋层容积和/层数以上定义喷淋反应区容积只能应用于同样喷淋层数之间对比，不能用于不同喷淋层数之间的对比。
①单层喷淋
为了防止喷淋层直接喷淋到除雾器上而影响除雾器的正常运行，该脱硫塔在进行喷淋层设计时采用第一、第二、第三层喷淋层为上下喷淋布置方式，而最上层的第四层喷淋为单向向下喷淋布置方式。因为第四层喷淋的方式与下面三层有较大差异，因此本节没有考虑第四层喷淋层单独喷淋工况。
反应区容积不同的情况下，监测平面的和速度以及z 向分速度标准偏差如图1 所示。从图1可以看出，随着反应区容积增加，监测平面的速度分布标准偏差减小，塔内流场更加均匀。
不同反应区容积下的脱硫效率如图2所示。从图中可以看出，单层喷淋的脱硫效率平均约为60%。从图2可以看出，随着反应区容积增大，脱硫效率增加。这主要是因为随着反应区容积增大，提高了烟气和浆液的接触时间，同时脱硫塔反应区容积增加改善了塔内的流场，也有利于提高脱硫效率。
②两层喷淋
两层喷淋条件下分布采用不同层喷淋组合，该脱硫塔共计四层喷淋层，取其中两层喷淋层，共计6 个组合。可以看出随着反应区容积的增大，监测平面的流场速度标准偏差降低，塔内流场速度场变得更加均匀，这个趋势与单层喷淋层开启工况结果一致。
两层喷淋不同反应区容积下的脱硫效率可以看出，两层喷淋层的脱硫效率均大于85%。随着反应区容积增大，脱硫效率增加没有单层喷淋明显。分析其原因认为两层喷淋条件下，虽然反应区容积增加，且反应区容积增加导致监测平面流场更加均匀，但是喷淋层之间的喷雾液滴的相互影响增加，从而影响了脱硫效率提高。
喷淋层高度对脱硫率的影响有两个因素，一是对流场的扰动，二是浆液滴的运动。首先，喷淋层高度越高，反应区容积变大，浆液在下降过程中，对流场扰动降低，造成流场均匀，这会使得脱硫效率提高。其次，浆液喷淋一段距离后，喷雾速度影响逐渐变小，从而呈现在重力与烟气作用下的自由运动，其运动受到烟气流动的影响将会变强，容易被烟气携带而碰到壁面，也就是喷淋层过高将会导致浆液的利用效率下降，喷淋层高度的增加有可能会使SO2 的吸收降低。
图3显示了喷淋层高度对脱硫率的影响，如图所示，喷淋层增加高度从0-10m的工况下，脱硫率先增加后下降，最高96.8%降低到最低95.4%，差异在1.4%左右，差异非常小。综上，可认为在脱硫效率大于59%的条件下，提高喷淋层高度来提高脱硫塔反应区容积对脱硫率影响比较小。因此，并非是喷淋层的高度越高越好，而可根据工程需要合理选择布置喷淋高度。
2浆液喷淋速度对脱硫塔流场及脱硫效率的影响
浆液喷淋速度会对脱硫塔中流场产生的重要影響。因为喷雾液滴速度提高，喷淋液滴对烟气的扰动能力增强，流动阻力增大，高速烟气速度迅速下降，一部分烟气在液滴作用下流动方向发生改变，高速喷淋浆液滴冲刷能够有效抑制烟气进入脱硫塔后碰撞到塔壁所形成的塔内大漩涡，使脱硫塔内烟气流动更均匀。
随着喷淋速度增加，速度标准偏差呈整体下降趋势，这就意味着脱硫塔内流场分布趋于均匀。随着喷淋速度的继续提高，喷淋液滴在脱硫塔内停留的时间变短，脱硫塔内的持液量降低，导致脱硫塔内烟气流动分布更加均匀。但是当喷淋速度达到20m/s 时，脱硫塔内流场非常均匀。
综上所述，在其它参数恒定的情况下，随着喷淋速度的提高，脱硫塔内的气液两相流流场分布趋于均匀。
喷淋速度对脱硫效率的影响主要表现在两个方面：
第一是由于喷淋速度对脱硫塔内的流场分布的影响。喷淋速度对流场均匀性影响进行了讨论，喷淋速度的提高，气液两相之间发生更为强烈的相互作用，使得气相的湍流流动状态更为强烈，表现为流场更为均匀。因此流场的均匀性有助于气体动量的输运，保证塔内的持液量及液滴在塔内的停留时间，从而总体上增强了气液两相间的传质；
第二，由于喷淋速度对喷淋液滴在脱硫塔内的停留时间也是液滴与烟气的接触时间产生影响，喷淋速度提高喷淋浆液的停留时间变短。脱硫效率是这两个方面综合作用的结果。
在其它参数恒定的情况下，当喷淋速度较小时，由于烟气速度过快导致部分喷淋浆液滴被烟气携带进入除雾器，使得浆液的利用率降低，从而导致脱硫效率的降低。低速喷淋条件下，没有考虑除雾器除雾效果的喷淋浆液滴轨迹图。随着喷淋速度增加，进入除雾器的喷淋浆液滴越来越少，喷淋浆液滴的利用率提高了，就会导致脱硫效率提高。此时适当增加喷淋速度，保证绝大多数液滴不会被烟气带走而进入除雾器，使单位烟气体积内持液量增大，增大了传质面积，而且此时随着喷淋速度的增大脱硫塔内流场也趋于均匀，也有利于传质总体表现为脱硫效率的提高。
3结束语
脱硫塔主要技术参数对脱硫及塔内流场的影响是脱硫塔提高脱硫率的关键因素，因此非常有必要开展此方面的研究。
参考文献：
[1]张永芳.脱硫喷淋塔内部流场及温度场的数值模拟与研究[D]；西北大学， 2010.
[2]耿萍，侯庆伟，路春美.湿法脱硫塔流场温场的数值模拟分析[J].山东建筑工程学院学报，2005，05）：43-46.
（作者单位：武汉京运通环保工程有限公司）
关键词：脱硫塔流场；脱硫效率；反应区
1反应区容积对脱硫效率的影响
为了描述脱硫塔塔体大小以及喷淋层高度对脱硫特性的影响，通常采用脱硫
塔反应区容积的来定量描述脱硫塔大小以及喷淋层高度。本文中采用的脱硫塔反应区容积的定义如下所示：单层喷淋反应区容积=吸收塔横截面积？（入口上段到喷淋层距离）多层喷淋反应区容积=多层喷淋层容积和/层数以上定义喷淋反应区容积只能应用于同样喷淋层数之间对比，不能用于不同喷淋层数之间的对比。
①单层喷淋
为了防止喷淋层直接喷淋到除雾器上而影响除雾器的正常运行，该脱硫塔在进行喷淋层设计时采用第一、第二、第三层喷淋层为上下喷淋布置方式，而最上层的第四层喷淋为单向向下喷淋布置方式。因为第四层喷淋的方式与下面三层有较大差异，因此本节没有考虑第四层喷淋层单独喷淋工况。
反应区容积不同的情况下，监测平面的和速度以及z 向分速度标准偏差如图1 所示。从图1可以看出，随着反应区容积增加，监测平面的速度分布标准偏差减小，塔内流场更加均匀。
不同反应区容积下的脱硫效率如图2所示。从图中可以看出，单层喷淋的脱硫效率平均约为60%。从图2可以看出，随着反应区容积增大，脱硫效率增加。这主要是因为随着反应区容积增大，提高了烟气和浆液的接触时间，同时脱硫塔反应区容积增加改善了塔内的流场，也有利于提高脱硫效率。
②两层喷淋
两层喷淋条件下分布采用不同层喷淋组合，该脱硫塔共计四层喷淋层，取其中两层喷淋层，共计6 个组合。可以看出随着反应区容积的增大，监测平面的流场速度标准偏差降低，塔内流场速度场变得更加均匀，这个趋势与单层喷淋层开启工况结果一致。
两层喷淋不同反应区容积下的脱硫效率可以看出，两层喷淋层的脱硫效率均大于85%。随着反应区容积增大，脱硫效率增加没有单层喷淋明显。分析其原因认为两层喷淋条件下，虽然反应区容积增加，且反应区容积增加导致监测平面流场更加均匀，但是喷淋层之间的喷雾液滴的相互影响增加，从而影响了脱硫效率提高。
喷淋层高度对脱硫率的影响有两个因素，一是对流场的扰动，二是浆液滴的运动。首先，喷淋层高度越高，反应区容积变大，浆液在下降过程中，对流场扰动降低，造成流场均匀，这会使得脱硫效率提高。其次，浆液喷淋一段距离后，喷雾速度影响逐渐变小，从而呈现在重力与烟气作用下的自由运动，其运动受到烟气流动的影响将会变强，容易被烟气携带而碰到壁面，也就是喷淋层过高将会导致浆液的利用效率下降，喷淋层高度的增加有可能会使SO2 的吸收降低。
图3显示了喷淋层高度对脱硫率的影响，如图所示，喷淋层增加高度从0-10m的工况下，脱硫率先增加后下降，最高96.8%降低到最低95.4%，差异在1.4%左右，差异非常小。综上，可认为在脱硫效率大于59%的条件下，提高喷淋层高度来提高脱硫塔反应区容积对脱硫率影响比较小。因此，并非是喷淋层的高度越高越好，而可根据工程需要合理选择布置喷淋高度。
2浆液喷淋速度对脱硫塔流场及脱硫效率的影响
浆液喷淋速度会对脱硫塔中流场产生的重要影響。因为喷雾液滴速度提高，喷淋液滴对烟气的扰动能力增强，流动阻力增大，高速烟气速度迅速下降，一部分烟气在液滴作用下流动方向发生改变，高速喷淋浆液滴冲刷能够有效抑制烟气进入脱硫塔后碰撞到塔壁所形成的塔内大漩涡，使脱硫塔内烟气流动更均匀。
随着喷淋速度增加，速度标准偏差呈整体下降趋势，这就意味着脱硫塔内流场分布趋于均匀。随着喷淋速度的继续提高，喷淋液滴在脱硫塔内停留的时间变短，脱硫塔内的持液量降低，导致脱硫塔内烟气流动分布更加均匀。但是当喷淋速度达到20m/s 时，脱硫塔内流场非常均匀。
综上所述，在其它参数恒定的情况下，随着喷淋速度的提高，脱硫塔内的气液两相流流场分布趋于均匀。
喷淋速度对脱硫效率的影响主要表现在两个方面：
第一是由于喷淋速度对脱硫塔内的流场分布的影响。喷淋速度对流场均匀性影响进行了讨论，喷淋速度的提高，气液两相之间发生更为强烈的相互作用，使得气相的湍流流动状态更为强烈，表现为流场更为均匀。因此流场的均匀性有助于气体动量的输运，保证塔内的持液量及液滴在塔内的停留时间，从而总体上增强了气液两相间的传质；
第二，由于喷淋速度对喷淋液滴在脱硫塔内的停留时间也是液滴与烟气的接触时间产生影响，喷淋速度提高喷淋浆液的停留时间变短。脱硫效率是这两个方面综合作用的结果。
在其它参数恒定的情况下，当喷淋速度较小时，由于烟气速度过快导致部分喷淋浆液滴被烟气携带进入除雾器，使得浆液的利用率降低，从而导致脱硫效率的降低。低速喷淋条件下，没有考虑除雾器除雾效果的喷淋浆液滴轨迹图。随着喷淋速度增加，进入除雾器的喷淋浆液滴越来越少，喷淋浆液滴的利用率提高了，就会导致脱硫效率提高。此时适当增加喷淋速度，保证绝大多数液滴不会被烟气带走而进入除雾器，使单位烟气体积内持液量增大，增大了传质面积，而且此时随着喷淋速度的增大脱硫塔内流场也趋于均匀，也有利于传质总体表现为脱硫效率的提高。
3结束语
脱硫塔主要技术参数对脱硫及塔内流场的影响是脱硫塔提高脱硫率的关键因素，因此非常有必要开展此方面的研究。
参考文献：
[1]张永芳.脱硫喷淋塔内部流场及温度场的数值模拟与研究[D]；西北大学， 2010.
[2]耿萍，侯庆伟，路春美.湿法脱硫塔流场温场的数值模拟分析[J].山东建筑工程学院学报，2005，05）：43-46.
（作者单位：武汉京运通环保工程有限公司）