气-液顺流脱硫反应装置内流场的数值模拟

摘要

为了探究脱硫装置的旋流板安装角度对装置内部流体分布以及反应器耗能情况的影响,运用计算流体力学软件STAR-CCM+建立脱硫反应装置模型并对脱硫反应装置内部流体流动进行数值模拟。使用STAR-CCM+建立三维脱硫装置模型,选用k-Epsilon湍流模型,采用有限体积法进行计算求解反应装置内的不可压缩流动。保持反应装置结构不变,仅调整反应装置内旋流板的安装角度进行变工况分析。通过观察不同旋流板安装角度(30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°)时装置内流线、流体速度分布、湍动能分布和压降分布规律,分析装置内气相流动以及分布对脱硫效率和耗能情况的影响。结果表明:最大流速发生在旋流板处;角度越大流体越紊乱,气体和脱硫液反应越充分;旋流板角度为60°时装置内的紊乱程度最理想;角度从30°增加到60°,流经旋流板的流体速度从16 m/s增大到35 m/s;角度的增大会增加湍动能的最大值,但30°时湍动能分布范围最理想;角度越大反应装置的总压降越大,耗能越多,30°时压降损耗最小,约为60°时压降的54%,有利于节约能源,提升经济效益。