脱硫吸收塔中气液传质特性的实验研究.pdf

第24卷第1期 热 能 动 力 工 程 V01．24．No．1 JOURNALOFENGINEERINGFOR ENERGYANDPOWER 2009年1月 THERMAL Jan．，2009 液幕式脱硫吸收塔中气液传质特性的实验研究 李娜，周屈兰，徐通模，惠世恩 (西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，陕西西安710049) 摘要：对液暮式吸收塔脱硫性能进行了实验研究，分析了 的通用模型，也未得到具有较广泛适用范围的传质 烟气流量、循环浆液量、浆液pH值等参数对脱硫性能的影 系数的计算方法。 响，合理选择装置结构和运行参数时，脱硫效率可达95％； 本研究是对液幕式吸收塔脱硫性能进行了实 提出了液幕式吸收塔中传质面积的计算方法，建立了液幕式 验，研究了烟气流量、循环浆液量、浆液pH值等参 吸收塔的传质模型，发现传质系数在pH=5。10之间变化不 数对脱硫性能的影响，并通过合理定义液幕床的传 明显，得到了液幕式吸收塔的传质系数关于气相和液相雷诺 质面积的计算方法，建立了液幕式吸收塔的传质模 数的经验关系式。 型，得到了液幕式吸收塔的传质系数经验关系式。 关键词：液幕式吸收塔；脱硫效率；传质系数；当量传质 这些研究成果，是液幕式气液吸收方式的科学研究 面积 和工程设计的依据。 中图分类号：X701．3 文献标识码：A 1实验系统 引言 液幕式吸收塔实验系统如图1所示，循环浆液 湿法烟气脱硫工艺的核心部分是气液反应的脱 (含有5％的电石渣)在泵的作用下通过喷嘴阵列竖直 硫吸收塔，常用的脱硫吸收塔的种类有填料塔、喷淋 向上射人湿法吸收塔内，到达一定高度后，在重力作 塔、液柱塔以及液幕塔llo】。随着环保的要求不断提 用下回落至底部水箱；采用燃油锅炉和含硫燃料产生 高，对吸收塔的脱硫能力和传质能力的要求也在不断 模拟烟气，在引风机的作用下，通过浆池上表面后进 提高。液幕式气液两相流，具有单位体积持液量大， 人吸收塔，s02被吸收。实验采用烟气分析仪测试烟 气液相相对速度高、接触表面大和混合强烈等特征。 气中的s02浓度，实验参数的范围如表l所示。 文献[2]研究了液幕式吸收塔中的传热特性，分 析了气液两相流中的温度场分布，并研究了传热系 数与液气比之间的关系；液柱式吸收塔与液幕式具 有相似的气液流程，文献[4—5]在液柱冲击塔脱硫 装置中，通过冷态试验研究各种结构和运行参数的 变化对液柱冲击塔脱硫效率的影响，但未提出相应 的传质模型；文献[6]研究了湿壁塔式反应器中高 船数下的传质模型及其经验方程；文献[7]中对罐 式反应器建立了传质模型，研究了化学反应对于传 质的影响，但这两种反应装置的气液接触方式完全． 不同于液幕塔。根据气液反应器的设计原理旧J，对 于科学研究和工程设计，必须得到反应器内的传质 系数及其与气液两相流动参数的关系。而在