烟气喷淋脱碳数值模拟及其特性分析

摘要

针对烟气喷淋脱碳,采用欧拉-拉格朗日法建立了耦合气液流动、热质传递及化学反应的三维数值模型,并基于热力一致性简化模型中的热力学表达,以降低计算成本.模型验证表明,预测结果与实验结果吻合良好.基于该模型考察了塔内气液流动、热质传递及CO2吸收等特性.结果表明:喷淋方式对塔内气液分布、温度分布及CO2吸收有重要影响;向下喷淋将卷吸喷嘴周围烟气沿塔中部向下流动,与新入烟气存在强烈的掺混行为,并造成液滴在塔中部集聚;气液温度分布及H2O气相体积分数分布有较高的关联性,汽化潜热占热交换总量的64％;传质阻力集中在液侧,比气侧高2个数量级;通过改变喷淋方向可以减小液滴分布不均匀性,将脱碳效率从38.3％提升至49.6％.