湿法烟气脱硫(WFGD)技术是目前世界上技术最为成熟、使用最为广泛的脱硫工艺之一。在整个湿法脱硫系统中,喷淋塔是湿法烟气脱硫系统的核心设备,脱硫反应主要在塔内进行。本论文主要由三部分内容组成。首先根据省部共建项目对系统基本参数的要求设计建造了湿法烟气脱硫系统。其次通过对喷淋塔的数值试验,得出了液体分布环布置方式和结构对喷淋塔内烟气流场的影响规律,对脱硫系统中的核心设备喷淋塔进行了优化设计,考察了经过优化后的喷淋塔内烟气流场。论文最后部分介绍了所建造脱硫系统,为下一步试验研究工作做好了准备。 本论文对湿法烟气脱硫系统中的子系统如模拟烟气系统、二氧化硫(SO2)吸收系统、氧化系统等做了详细的设计计算。在这些系统中,由于SO2吸收直接关系到脱硫效率高低的问题,因此SO2吸收系统是具有重要意义的一个。在脱硫系统中影响脱硫效率的因素众多,其中塔内复杂的烟气流场是影响脱硫效率的关键因素之一。如何均布烟气流场以便使气液接触充分、良好是在喷淋塔设计中需要考虑的一个重要因素。本论文首先设计了一套简易湿法脱硫系统,并在设计中创造性地提出液体分布环(LDR)概念。通过在塔内适当位置设置液体分布环(LDR)以便使塔内气流分布均匀及保护塔壁,效果较为明显。 鉴于直接测量喷淋塔内烟气流场的困难,塔内烟气情况仅仅依靠试验难以揭示,因此数值模拟在研究喷淋塔内烟气流场方面起着重要的作用。本文应用FLUENT软件,采用前处理软件GAMBIT进行计算区域网格划分；采用SIMPLE算法、显示差分格式进行计算：以紊流κ-ε双方程模型及颗粒轨道模型为理论基础对喷淋塔内流场进行了模拟。本文重点研究了液体分布环对塔内烟气流场的影响,从而为实际应用提供指导。由于脱硫系统实际运行时存在着烟气与液滴的传热传质、液滴的破碎,并且发生脱硫反应,对实际的喷淋塔内部情况进行综合数值模拟存在很大困难。为对分布环的重要作用进行详细研究,本文对喷淋塔做了相应简化。论文首先对喷淋塔内液体分布环的布置方式及液体分布环的结构形式进行了模拟,得出了它们对喷淋塔内烟气流场的影响规律,优化了喷淋塔的结构。在此基础上对有环后的喷淋塔进行了数值模拟。通过模拟结果分析可知：无液滴喷淋时,塔内有无布置液体分布环,塔内烟气流场极为不同。布置分布环后,塔内烟气流场均匀,这对提高脱硫效率甚为有利。在液滴喷淋时,虽然液滴的存在会对烟气流场有一定作用,但其均匀烟气速度场的效果仍然与布置液体分布环的效果相差较多。 本文最后部分是脱硫系统建造内容。通过对工程学院湿法脱硫系统建造的介绍,了解了目前脱硫系统的全貌。在试验系统建造完成后,下一步的工作重点将是系统的试验研究。论文对如何进行脱硫系统试验研究也做了介绍,重点说明了脱硫系统中的脱硫测试系统和脱硫系统的运行控制界面。论文还介绍了脱硫系统中的部分重要设备和部分监测仪表。这些都为下一步的试验研究做好了必要的准备。