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脱硫湿烟气喷淋冷凝过程数值模拟研究大中型燃煤电厂多采纳湿法脱硫技术，脱硫过程导致大量水分蒸发，600 MW机组经湿法脱硫后排放的烟气中携带水蒸气超过200 t/h。
脱硫湿烟气中的水蒸气及低温余热是燃煤电厂水资源和能量损耗的重要局部。
讨论说明，脱硫后烟气中的液滴含量越少，烟囱出口烟尘含量越低，因此削减脱硫系统出口含湿量是提高脱硫系统协同除尘力量的关键。
正确理解湿烟气喷淋冷凝过程的传热、传质及相变规律，对于提高喷淋冷凝效果，降低水资源铺张具有重要意义。
前人讨论大多为喷淋方向及喷淋层组合方式，但喷淋冷却系统设计优化还不完善，如因喷淋层布置高度、喷嘴角度设置不合理而达不到抱负的冷却效果；或因喷淋水流量和温度不适宜导致水资源和能量的铺张；或因雾化程度过低，导致液滴粒径过大，造成气液接触面积小。
本文对湿法脱硫后烟气的冷凝过程进展数值模拟讨论，采纳双层喷淋布置，为增加气液接触时间在烟气入口上方布置填料，从冷凝室装置构造以及气液两相参数等方面进展了数值模拟和性能分析。
讨论喷淋层不同间距、喷嘴角度、液滴直径、液气比、液滴温度、烟气流速对于冷凝效果的影响，从而确定脱硫湿烟气冷凝优化条件，以期为工程实践供应参考，进而到达节水节能、消白、除尘一体化的目的。
1 模型建立及验证采纳双层喷淋布置，顶层喷淋距烟气入口截面3.2 m，底层喷淋距烟气入口截面2.2 m。
填料层高度为0.6 m，布置在烟气入口截面上方0.4 m 处。
图1 冷凝室简化模型气相与颗粒之间的耦合模型，本文采纳的是双向耦合模型。
离散相与连续相的双向耦合是通过求解连续相掌握方程和离散相运动方程来实现，直到两相不再随着迭代的进展而变化为止。
在5次转变液气比中，试验均重复3次，并采纳多个测点，故试验值为屡次试验的平均值。
模拟值与试验值最大肯定误差为 4.29 K，最大相对误差为9%；模拟值与试验值最小肯定误差为2.73 K，最大相对误差为3.61 %。
两者总体相差不大，故认为建模合理。
氨法烟气脱硫喷淋塔烟气流场的数值模拟洪文鹏;高天聪;张伟玲【摘要】Flow field in an ammonia desulphurization spray scrubber which to be part of some 600 MW unit has been simulated numerically by using the software of FLUENT 13 . To solve the governing equations for flow field,standard k-ε model and QUICK interpolation scheme are applied by SIMPLE algorithm. Without regard to the influence of spray liquid on flue gas,results are compared and analyzed at different entrance angles,tow-er diameter height ratio,the way of flue gas out and the position of optimize ring. Results show that the flow field is homogenized by the influence of the increase of entrance angle;the decrease of diameter height ratio;u-sing by top way flue gas out;more distance between optimize ring and spray liquid film zone separately. The numerical simulations provide the guidance for the design and operation in spray scrubber of ammonia flue gas desulphurization.%利用Fluent 13,采用标准k-ε模型和QUICK三阶差值的SIMPLE算法对某600 MW机组的氨法脱硫喷淋塔烟气流场进行数值模拟。
湍球塔气体流动的数值模拟0前言用湍球塔进行烟气脱硫，其脱硫效率在很大程度上取决于塔内发生的流体力学行为。
通过前一阶段的实验发现，空塔气速分布，支撑板、挡板、漩流板的压降及塔的总压降对湍球塔的高效连续运行有直接影响。
这些参数是湍球塔最基本的特性参数，反映出塔板结构的合理性及操作过程中所需消耗的能量[1，2]。
为减少实验次数并更详尽地了解湍球塔内气体流动状况，很有必要对湍球塔内的气体流动进行数值模拟。
1方法简介计算流体力学(简称CFD)是20世纪60年代伴随计算机技术迅速崛起的学科。
CFD的应用使实验次数减少，节省了大量资金和时间，并能解决某些由于实验技术所限难以进行测量的问题，它是研究各种流体现象，设计、操作和研究各种流动系统和流动过程的有利工具口“。
所以，尝试采用这种方法进行湍球塔内的气体流动模拟，分析塔内的气速分布及压力损失，为湍球塔的优化设计提供依据。
目前国外有很多发展成熟的商业CFD软件，这些软件一般包括3个主要部分：前处理器、解算器、后处理器。
现采用Fluent6．0进行计算，它的解算器采用完全的非结构化网格和控制体积法，适用于低速不可压流动、跨音速流动乃至可压缩性强的超音速和高超音速流动等各种复杂的流场，也完全适合于湍球塔内的气体流动模拟。
2几何建模与网格划分在Fluent中，求解区域是用网格分割成有限个控制体(ControlV olumes，CVs)。
同有限差分不同的是，网格为控制体积的边界，而不是计算节点。
为保证守恒，CVs必须是不重叠的。
因此网格生成质量对计算精度与稳定性影响极大，在几何形状复杂的区域上要生成好网格也是相当困难的。
现采用Gambit2．0进行几何建模与网格划分。
该软件包含全面的几何建模能力和功能强大的网格划分工具，可划分出包含边界层等CFD特殊要求的高质量的网格。
三维几何模型的建立及网格划分在整个模拟过程中是非常重要也是非常困难的一步。
图1为用Gambit2．0建立的湍球塔三维几何模型，基本上与实际实验装置在尺寸及结构上完全一致，仅湍球层塔板间距比实验装置中的间距要短些，实验装置中湍球层塔板间距为1．5 m，Gambit2．0建立的湍球塔几何模型中湍球层塔板间距为0．5 m。
第2卷 第11期环境工程学报Vol .2,No.112008年11月Chinese Journal of Envir on mental EngineeringNov.2008脱硫吸收塔除雾器性能的实验研究和数值模拟王 霄1 闵 健1 高正明13 王 昕2 陈智胜2(1.北京化工大学化学工程学院,北京100029;2.中国大唐集团科技工程有限公司,北京100089)摘 要 实验研究了不同操作条件、板片型式及板间距对除雾器除雾效率及压降的影响规律,并采用计算流体力学(CF D )方法对除雾器内流场进行了数值模拟与分析。
研究结果表明,操作条件对压降和流场影响较小,而板片型式特别是迎风面的几何结构是影响流场与压降的关键因素;随着气速的增大,除雾效率增高,但当气速增到某一临界值(4～5m /s )后,除雾效率随着气速的增大而迅速减小;除雾器压降的数值模拟结果与实验值吻合良好;除雾器内存在2个回流区,回流区是产生除雾器临界气速的重要原因之一。
研究结果可为除雾器优化设计提供指导。
关键词 除雾器 除雾效率 压降 计算流体力学(CF D ) 流场中图分类号 X70113 文献标识码 A 文章编号 167329108(2008)1121529206Exper i m en t a l study and nu m er i ca l si m ul a ti on of character isti csof dem ister of absorb i n g tower i n desulfur i za ti on systemW ang Xiao 1 M in J ian 1 Gao Zheng m ing 1 W ang Xin 2 Chen Zhisheng2(1.College of Che m ical Engineering,Beijing University of Che m ical Technol ogy,Beijing 100029;2.China Datang Technol ogies &Engineering Co .L td .,Beijing 100089)Abstract The effects of operati on conditi ons,blade ty pes,blade s pacing on the separati on efficiency and p ressure dr op of de m ister have been ex peri m entally investigated .Meanwhile,the fl ow field was numerically si m 2ulated by using computati onal fluid dyna m ics (CF D )app r oach .The results show that the operati on conditi ons have little effect on the p ressure dr op and fl ow field .The blade type,es pecially the structure of blade,has a sig 2nificant effect on the fl ow field and p ressure dr op.The separati on efficiency of de m ister increases as the gas ve 2l ocity increasing until the vel ocity reaches a critical gas vel ocity (about 4～5m /s ),then it rap idly decreases with the increase of gas vel ocity .Good agree ment can be f ound bet w een the numerical si m ulati on results and ex 2peri m ental values of p ressure dr op in the de m ister .There are t w o recirculati on fl ow regi ons in the de m ister .The critical gas vel ocity is mainly caused by these t w o regi ons .The results are of i m portance t o the op ti m um design of de m ister .Key words de m ister;separati on efficiency;p ressure dr op;computati onal fluid dyna m ics (CF D );fl ow field收稿日期:2008-03-28;修订日期:2008-05-21作者简介:王霄(1982～),男,硕士研究生,主要从事流体混合与计算流体力学研究工作。
喷淋脱硫塔内除雾器性能数值模拟利用计算流体力学(CFD)方法，对不同叶片形式除雾器内的流场开展数值模拟，获得烟气流速、叶片间距、液滴直径等参数对除雾效率及压力损失的影响规律。
结果说明：除雾效率随烟气流速和液滴直径的增大而增大，随除雾器叶片间距的增大而降低;弧形板除雾器对液滴的脱除效率最低，但压力损失最小，其次是折形板除雾器，弧形板带单钩和双钩除雾器对液滴的脱除效率较高，但压力损失也较高;弧形板大间距板型，适合作为塔内一级除雾器，用来控制二级除雾器入口液滴质量浓度;弧形板带钩小间距板型，适合作为塔内二级除雾器，用来控制整个吸收塔液滴排放总量。
在电力工业应用最广泛的湿法烟气脱硫系统(FGD)中，经过喷淋层的烟气会携带出大量以硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐及灰分为主的酸性液滴，这些液滴若不去除，不但会造成下游烟道及设备的堵塞、腐蚀以及烟囱雨等问题，同时也会造成烟气粉尘排放的增加。
除雾器是吸收塔内去除液滴的设备，随着国家对环保要求的提高，除雾器的运行特性也引起广泛关注。
除雾效率和压降是评估除雾器性能的重要参数，直接影响湿法脱硫系统的稳定运行。
许多研究者通过实验等方法对除雾器的除雾性能开展了研究。
但除雾器内流动状态十分复杂，影响其性能的因素较多，通过实验研究除雾器性能，成本高，开发周期长，很难设计出更高性能除雾器。
随着计算流体力学(CFD)的快速发展，利用数值模拟研究除雾器性能的方法备受关注，该方法可以克服实验研究的局限，模拟多种因素对除雾器性能的影响。
Verlaan等采用标准k-ε模型(STDk-ε)预测不同类型波纹板除雾器除雾效率。
Gil-landt等采用STD和低雷诺数k-ε湍流模型对折形板除雾器开展了研究，并与实验结果比照得出低雷诺数k-ε湍流模型更接近实验结果的结论。
James等对带有排液槽的除雾器开展了数值模拟研究。
国内一些研究者采用k-ε湍流模型，液相采用离散相模型，对折形板和弧形板除雾器内气液两相流动开展数值模拟。
湿法烟气脱硫塔的优化数值模拟分析本文采用FLUENT软件，对于某300MW机组的湿法烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟。
模拟过程中采用标准k-ε湍流模型来模拟系统内烟气的湍流运动，喷淋液滴采用拉格朗日随机颗粒轨道模型，开展气液两相流动的模拟。
通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况，最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置，保障气液分布均匀，减少烟气逃逸，降低系统压力损失，对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是国内外主流的燃煤电厂烟气脱硫技术，该技术属于气-液-固三相反应过程，包括了SO2和石灰石在液体中的溶解传质过程以及溶解物在液相中的反映过程。
脱硫塔中，浆液由塔顶喷淋层通过液相喷嘴自上而下喷入脱硫塔，烟气由吸收塔底部区域自下而上通过吸收区域，脱硫浆液在吸收塔内不断循环，完成烟气中SO2的吸收过程。
影响脱硫效率的关键因素是塔内的流动情况，例如脱硫浆液的空间分布、烟气在脱硫塔内的流场及烟气与脱硫浆液的接触情况等。
对于湿法脱硫吸收塔这类大型的气液两相反应器，如通过物理实验很难对塔内的流动情况开展测试，实验工作量十分巨大，实验周期较长；另外，受到实验测量手段及实验方法的限制，很难对现场的工程设计提供指导。
随着计算机计算能力的不断提高，采用计算流体力学（ComputationalFluidDynamics，CFD）软件来开展三维流动的研究已经成为一种重要手段。
合理利用计算机开展仿真数值模拟，不仅能缩短研制周期，降低设计成本，而且能明显提高设计质量，相对于传统的物理实验方法具有优越性。
通过数值模拟可以深入认识吸收塔内烟气和浆液流动规律，这对指导吸收塔的设计起着重要的作用。
而且，随着国家日益严格的燃煤电厂超低排放标准，要求对脱硫塔的设计及运行开展精细化研究。
本文采用FLUENT软件，对于某300MW机组的烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟，通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况，最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置，保障气液分布均匀，减少烟气逃逸，降低系统压力损失，对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。
脱硫除尘一体化系统吸收塔数值模拟摘要：随着国家经济的不断发展，大气污染问题越来越严重。
本文对脱硫除尘一体化技术的吸收塔进行数值模拟，分析塔内不同数量的托盘均布器，不同的烟气流速，不同的折流板间距对除雾器的除雾除尘效果影响。
得出结论：当除雾器折流板间距为24~26mm，烟气风速在3~3.5m/s之间时，托盘均布器数量越多，越有利于除雾器除尘除雾。
关键词：脱硫除尘；数值模拟；除雾器前言近年来，我国大气环境污染问题日益严峻，国家实施了一系列大气防治计划。
要求东部地区火力发电厂的排烟粉尘、SO2以及NOX，在2020年底达到10mg/Nm3、35 mg/Nm3和50 mg/Nm3的排放标准。
目前，电厂运行的环保设备功能单一，且效率低，无法满足人民群众对美好环境的需求。
因此，国内外学者开始研究脱硫除尘效率较高的一体化技术[1-2]，该技术的核心设备为吸收塔，本文针对托盘+高效除雾器的吸收塔进行数值模拟分析，模拟结果显示：首先，增加托盘数量可保证气流的均匀分布，为提高除雾器除尘效率奠定基础；其次，较大粒径的液滴在烟气中会受更大的曳力，有利于提升除雾器的除雾效率；当烟气流速在3~3.5 m/s时，除雾器折板间距为24~26 mm之间捕集液滴的性能最好。
1 工作原理如图1所示，吸收塔由进风口、出风口、喷淋层、托盘均布器、除雾器等部件组成。
烟气由底部进入吸收塔，然后流经托盘均布器，使得烟气在吸收塔的截面上均匀分布，与此同时，浆液由喷淋层喷淋下来与烟气直接接触，达到脱硫除尘的效果，最后烟气通过除雾器后进入烟囱排放。
托盘均布器可以使烟气与浆液充分均匀接触，提高脱硫效率；同时浆液在气液均布装置层上会形成一层液膜，烟气通过液膜，传质面积会增加，烟气与浆液的接触时间延长，脱硫效率和除尘效率会得到提高。
图1 吸收塔布置图2 数值模型2.1 除雾器装置模型使用一个子模型对除雾器的除雾效果进行模拟研究，模型初始条件：在液滴粒径5，8，10，15，18，20，25 um粒径下，烟气流速别为2.5，3，3.5，4 m/s的情况下，比较16，18，20，22，24，26 mm折板间隙除雾器的除尘效果研究，共计24组初始条件。
第 54 卷第 9 期2023 年 9 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.54 No.9Sep. 2023脱硫废水液滴旋转喷雾蒸发的数值模拟陈嘉玮1，陈海杰2，李飞2，詹凌霄1，陈沾兴1，杨林军1(1. 东南大学 能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，江苏 南京，210096；2. 大唐环境产业集团股份有限公司，北京，100097)摘要：以江苏某燃煤电厂的脱硫废水旋转喷雾蒸发设备为研究对象，对液滴蒸发效果的影响因素开展数值模拟研究。
通过用户自定义函数(UDF)的方法将反应工程法(REA)编译到Fluent DPM 模型中，完善废水液滴蒸发过程的传热和传质数学模型；研究烟气分布器导流板偏转角度、雾化盘旋转方向等对液滴蒸发效果的影响。
研究结果表明：REA-DPM 模型能够准确地描述废水液滴的蒸发过程，与电厂现场测试结果的相对误差在5%以内，说明模型的可靠性较好；增大外导流板偏转角度，有利于增强烟气旋流强度，缩短液滴竖直蒸发距离，实现更好的液滴蒸发效果；液滴射流方向与烟气旋流方向相反时，液滴运动要克服烟气旋流，有利于避免液滴碰壁的发生，并且逆向流动的对流换热作用更强，能促进液滴的蒸发。
关键词：反应工程法；液滴蒸发；脱硫废水；旋转喷雾；数值模拟中图分类号：TK173 文献标志码：A 文章编号：1672-7207（2023）09-3421-11Numerical simulation of droplets of desulfurization wastewaterrotary spray evaporation processCHEN Jiawei 1, CHEN Haijie 2, LI Fei 2, ZHAN Lingxiao 1, CHEN Zhanxing 1, YANG Linjun 1(1. Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education, Southeast University,Nanjing 210096, China;2. Datang Environmental Industry Group Co. Ltd., Beijing 100097, China)Abstract: Taking the rotary spray evaporation equipment of a coal-fired power plant in Jiangsu as the research object, the numerical simulation research on the influencing factors of droplet evaporation effect was carried out. The reaction engineering approach(REA) was compiled into the Fluent DPM model by user-defined function (UDF) to modify the mathematical model of heat and mass transfer. The effects of deflectors angle of the flue gas distributor and the rotation direction of the atomization disk were studied. The results show that the REA-DPM收稿日期： 2022 −11 −21； 修回日期： 2023 −02 −20基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(52076046)；大唐环境产业集团股份有限公司资助项目(DTEG-SJY-015-2018) (Project(52076046) supported by the National Natural Science Foundation of China; Project(DTEG-SJY-015-2018) supported by the Datang Environmental Industry Group Co. Ltd.)通信作者：杨林军，博士，教授，博士生导师，从事脱硫废水零排放等研究；E-mail ：***********.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.09.004引用格式： 陈嘉玮, 陈海杰, 李飞, 等. 脱硫废水液滴旋转喷雾蒸发的数值模拟[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(9): 3421−3431.Citation: CHEN Jiawei, CHEN Haijie, LI Fei, et al. Numerical simulation of droplets of desulfurization wastewater rotary spray evaporation process[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2023, 54(9): 3421−3431.第 54 卷中南大学学报(自然科学版)model can accurately describe the evaporation of droplets, and the relative error is within 5%, indicating that the model is reliable. Increasing the deflection angle of the outer deflector is conducive to enhancing the intensity of the flue gas cyclone, shortening the vertical evaporation distance of the droplet, and achieving better droplet evaporation effect. When the direction of the droplet jet is opposite to flue gas cyclone, the droplet movement needs to overcome the flue gas cyclone. It is conducive to avoiding the droplet sticking the wall, and the convective heat transfer effect of the reverse flow is stronger, which can promote the evaporation of the desulfurization wastewater droplet.Key words: reaction engineering approach; droplet evaporation; desulfurization wastewater; rotary spray; numerical simulation目前，石灰石−石膏湿法脱硫工艺(wet flue gas desulfurization，WFGD)因其脱硫效率高、设备运行稳定、可靠性好的特点[1]，而被广泛应用于国内燃煤电厂的烟气脱硫处理过程。
装有气流分布板的脱硫喷淋塔流场数值模拟过小玲1金保升孙志翱（东南大学热能工程研究所，江苏南京210096）摘要以600 MW机组喷淋塔为研究对象，利用Fluent软件，对装有一定开孔率气流分布板的脱-模型作为计算模型，并结合拉硫喷淋塔进行了空塔和喷淋状态下热态流场数值模拟。
计算中选用kε格朗日颗粒轨道模型，用SIMPLE算法进行计算。
计算结果表明，气流分布板对塔内流场、温度场和压力场都有一定的影响；引入喷淋液后，由于喷淋液滴对塔内流场强烈的整流作用，内部速度明显趋于均匀化。
关键词喷淋塔Fluent软件数值模拟气流分布板Flow simulation for FGD spray scrubber with gas distributing board Guo Xiaoling, Jin Baosheng, Sun Zhiao (Department of Power Engineering, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096) Abstract: The research was based on a spray scrubber with a gas distributing board in a capacity of 600 MW unit, using software of Fluent to simulate the field in the spray scrubber. Both under spray and without spray conditions were simulated. The gas flow was described using standard kε-model and SIMPLE algorithm. Lagrange particle trajectory model was used to imitate the initial condition of the slurry droplet. The results showed that the gas distributing board had a significant influence on the interior field. When spray was introduced, the gas velocity became uniform. This was because the slurry droplets bring huge influence on the flue gas flow by cutting down the scale of the eddy of the flue gas.Keywords: Spray scrubber Fluent Numerical simulation Gas distributing board喷淋塔是湿法烟气脱硫工程中的核心设备，其内部复杂的两相流动直接影响着喷淋塔的设计及其脱硫效率。
对于脱硫喷淋塔，仅靠试验难以揭示塔内的各种参数[1]。
而数值模拟方法具有经济、高效的特点，且排除了模型试验方法中存在的缩小误差的问题及安全问题[2]特别是利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)通用软件之后，还避免了复杂的编程工作，已经成为研究塔内流场的有力工具[3]。
目前国内数值模拟基本上为二维的冷态模拟[4]，或者是三维空塔的模拟；而国外学者的研究主要集中在脱硫机理或浆液液滴的运动方面[5-7]，很少针对脱硫塔进行流场等研究。
本文以600 MW机组带气流分布板的喷淋塔为研究对象建立三维模型，用Fluent软件对喷淋塔空塔和喷淋状态下的热态流场进行了数值模拟。
采用kε-模型，并结合浆液液滴随机生成模型，用SIMPLE算法进行计算。
1 喷淋塔模型的建立1.1 烟气流动的物理模型1.1.1 物理模型简化烟气脱硫塔结构如图1(a)所示。
烟气沿水平下倾烟道进入塔体，在上升过程中先通过气流分布板，再依次经过3个喷淋层。
脱硫浆液由均匀布置于喷淋层的雾化喷嘴引入，与1第一作者：过小玲,女，1981年生，硕士，研究方向为烟气脱硫技术。
烟气形成逆流接触。
经过洗涤之后的烟气进入除雾段，吸收SO 2之后的喷淋液下落至浆液池。
本文工作的第一步是建立脱硫塔的物理模型，并对所模拟的问题做出物理上的简化。
在计算中不考虑除雾器以及浆液池的影响，简化后的模型如图1(b)所示。
(a) 示意图 (b) 模型图1 脱硫塔示意图及其模型Fig.1 Wet FGD spray tower and model将图1(b)所示的脱硫喷淋塔模型导入CFD 软件的前处理模块进行网格化。
计算区域选为浆液池表面以上至出口烟道的区域。
在模拟中用空气代替烟气，用水代替浆液进行研究。
1.1.2 模拟中用到的参数脱硫塔高度:34 m ；脱硫塔直径:17.5 m; 烟气入口尺寸:14 m ×4.5 m; 烟气出口尺寸:φ8.5 m; 浆液面至出口烟道中心线高度:30.8 m; 烟气流量：2.376 037×106 m N 3/h; 进口烟气温度: 130℃; 循环浆液量：4.12×104 m 3/h; 浆液温度：45℃; 浆液液滴平均粒径：2.1 mm 。
1.2 烟气流动的数学模型对吸收塔进行物理上的简化之后，需要从数学的角度建立控制方程组，并将其离散化、线性化以进行迭代求解。
1.2.1 气相数学模型从雷诺时均N S -方程组出发、选用标准k ε-湍流模型对气相湍流进行模拟。
气体流动模型包括三维的连续性方程、动量方程和k-ε的两个输运方程，它们可统一表达为以下形式：()()()p u v S S x y z x x y y z z φφφφφρφρφρωφφφφ∂∂∂⎛⎫∂∂∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫++=Γ+Γ+Γ++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂∂∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ （1） 式中：φ分别代表速度u 、v 、ω、湍流动能k 、湍流动能耗散率ε、压力p 、混合分数f 及其脉动均方值g 和焓h ，当1φ=时为连续性方程；S φ 是由气相引起的源项或汇项；p S φ是由固体颗粒引起的源项，对连续性方程而言，该项是颗粒的质量变化项，对动量方程而言，是由颗粒和气体之间的相互阻力以及颗粒的热解挥发而引起的动量源项。
1.2.2 离散相数学模型目前，拉格朗日颗粒轨道模型是应用最广泛的两相流模型。
该模型无需构造颗粒湍流模型，且考虑颗粒与流体之间的大滑移,认为滑移与扩散漂移无关，还能够得到颗粒运动的确定轨道。
该模型采用随机轨道方法进行修正。
在计算过程中,模型跟踪计算颗粒沿轨道的动量增加与损失,所得计算结果将作用于随后的连续相计算中。
于是,在连续相影响离散相的同时,也考虑了离散相对连续相的作用。
交替求解离散相与连续相的控制方程,直至两者均收敛,即可实现两相之间的双向耦合计算。
颗粒的运动方程可用式(2)表示:()()p g pD g p p g du k u u dt ρρρ-=-+ （2）式中:()D g p k u u -为颗粒与烟气相互作用的单位质量曳力,其中 21824D e D p p C R k d μρ= （3） p p p g e d u u R ρμ-= （4）式中:u 、ρ、μ、p d 和μ分别为速度、密度、动力粘度及浆液颗粒粒径；D C 的取值可参阅文献[7]。
2 结果与分析2.1 塔内气相湍流流场分析由图2(a)和2(b)可以看出，未装气流分布板之前，烟气进入脱硫塔后，由于塔壁的影响，一部分烟气沿脱硫塔左侧向上流动，另一部分烟气形成一个顺时针的漩涡，造成塔内强烈的湍流区；由于脱硫塔出口面积缩小，导致烟气流速增大，特别是烟道左侧拐角处气速比周围都高，可以对此进行改进。
安装气流分布板后，脱硫塔内顺时针回流区明显减小。
从该图中还可以看出未加气流分布板时烟气进入塔内后,部分烟气受到塔壁限制后产生向下的速度，在脱硫塔底部浆池附近形成逆时针的漩涡；安装气流分布板后在脱硫塔底部浆池附近的逆时针漩涡几乎消失。
由图3(a)和3(b)可以看出，在未装气流分布板的情况下，经过喷淋后，在浆液池附近气体扰动非常强烈，烟气在进口贴近浆液面处产生一个逆时针的漩涡，同时在该漩涡的左上侧还产生一个顺时针的漩涡，并且贴浆液面处气速偏大。
由于底部的回流与浆液接触时间较长会使烟气含水量增加，从而导致烟温降低，不仅增加除雾器负担而且容易形成低温腐蚀，对脱硫产生不利影响。
安装气流分布板之后，塔内只在进口右下角处存在一个逆时针的小漩涡，浆液面处的气体速度减小并且均匀，对于控制烟气从浆液面带水起到了一定的作用。
另外，在无气流分布板时，可以看出在低位喷淋层下有一区域速度很低，造成塔内速度的不均匀；而安装气流分布板之后，该低速区基本消失，塔内整体的速度比前者均匀。
(a) 喷淋塔内速度分布图(b) 喷淋塔内速度矢量图图2 未喷淋时塔内加气流分布板前后流场图Fig.2 Flow field of scrubber without spray(a) 喷淋塔内速度分布图(b) 喷淋塔内速度矢量图图3 喷淋时塔内加气流分布板前后流场图Fig.3 Flow field of scrubber with spray同时比较图2 (a)和图3 (a)，可以看出喷淋后塔内总体气体速度降低，最高气速从19 m/s左右降到17 m/s左右，从而使得出口拐角处气速过大的现象有所改进。
比较图2 (b)和图3 (b)可以看出，喷淋浆液液滴对烟气流场具有强烈的整流作用，喷淋后，右上侧顺时针的大漩涡都消失，气体速度明显均匀化。
2.2 塔内温度场和压力场的分析对于塔内的温度场，未喷淋时，塔内温度基本没有什么变化。
当喷淋后，由图4可以看出，流体的温度在塔入口处变化较剧烈，这主要是由于塔入口流场的不均匀性造成的。
随着烟气与浆液传热的进行，气流温度下降迅速，超过一定高度后气流与液滴颗粒的温差变得很小，温度基本保持不变。
脱硫塔出口温度都在50℃左右[8]，这与实际运行的情况比较相符。
图4 烟气进入脱硫塔内加气流分布板前后温度场Fig.4 The temperature field of scrubber with and without tray(a)未喷淋(b)喷淋图5 烟气进入脱硫塔内加气流分布板前后压力场Fig.5 The pressure field of scrubber with and without tray从图4还可以看出，加了气流分布板之后，在低位喷淋层之上，低温区域范围比未装气流分布板时更宽，这主要是因为安装气流分布板后，对烟气的流动产生了一定的阻力，烟气流速变慢，脱硫浆液与烟气的接触时间变长，传热过程进行的较充分；而在接近浆液池部分低温区域反而减小，主要是气流分布板对浆液的下落产生阻力的结果。
