高炉煤气脱硫设备CFD流场优化|第4篇•末端脱硫之——SDS脱硫流场优化
SDS烟气脱硫主要化学反应公式如下：
2NaHCO3+SO2+ ½O2 → Na2SO4+2CO2+H2O
2NaHCO3+SO3→Na2SO4+2CO2+H2O
SDS工艺路线
SDS脱硫工艺优缺点
1、没有主体反应设备，反应发生在烟气管路中，也不需要喷入浆液，系统简单，运行阻力低，操作维护方便，调节灵活。
最重要的就是要求有足够的反应时间，保证SDS可以与高温烟气（最佳反应温度140-260℃）充分掺混后接触时间维持3 s以上。
但并非所有现场都有特别理想的烟道段，不一定能够保证有足够的反应时间，如果SDS喷粉系统喷射点位布置不合理或者混合装置不恰当容易导致脱硫效率大打折扣。这种现场如果非要采用SDS技术，就要新增SDS脱硫吸收塔，使得设备投资成本增加，相比其他脱硫技术优势便不再明显。
通过CFD优化提升SDS脱硫喷射效果
为了应用SDS技术而专门新增一套脱硫塔的介绍咱只在相关文章中看到过介绍，如下图，但是咱也是孤陋寡闻了，没有见过真正实施的工程项目。
咱见的比较多的工程，是烟道喷射+布袋除尘工艺。
烟道喷射方案也真的是五花八门了，为了达到较好的脱硫效果，有研究烟道直接喷射的、有增加文丘里烟道变径的、有设置混合器的、也有增加旋汇耦合旋流器的。
总之，主要目的无非就是3点：
第一、保证喷入颗粒和烟气在短距离内快速且充分的掺混；（争取更多的反应时间Time）
第二、保证反应时间足够；（Time）
第三、保证颗粒和烟气湍动程度；（Turbulence）
这也是化学反应3T准则中的2T，另外一个是温度Temperature，但是对于这一工艺，反应温度在140-260℃之间是定死的，除非增加补热装置调节烟气温度，否者很难控制这一T准测。但是增加补热就会增加成本，导致技术失去优势。一般用在石灰窑烟气脱硫上，工艺技术如下图所示，这种咱也搞过，挺有趣的，在仿真优化过程中，热风混合方式和SDS混合方式都要考虑。
通过CFD方法模拟优化SDS喷射系统是较为可取且可视化的技术手段。
一、采用烟道直喷方式，不增加任何内部构件
一般，这种布置最为简单，但是往往混合效果只能商榷，喷枪布置不理想或者喷射速度不合理，会导致小苏打颗粒没有充分的混合时间，烟气和小苏打接触不充分，反应时间不足，脱硫效率较低，且脱硫剂浪费严重。
二、采用旋汇耦合增强颗粒掺混
有部分设计院在喷射点位后方增加旋汇耦合器装置，咱本来觉着这东西增加的烟道阻力较大，但实际上也并没有想象中的大，甚至效果也还不错，相比烟道直接喷射，无论是混合时间还是反应效率都有了较大幅度的提升。
三、采用特殊静态混合装置增强颗粒掺混
通过小苏打的混合轨迹来看，采用旋汇耦合装置后，颗粒与烟气仍然要经过很长一段距离才能混合充分，这也浪费了一定的反应时间。对于现场条件较好，布袋除尘器入口管道较长的项目，不必考虑这点反应时间。但是对于大部分现场管道布置紧凑，没有合适的其实喷射段的项目，采用更高效的混合方式来保证化学反应时间显得尤为重要。
咱做的几个项目都采用了一种十字交叉的静态混合器设计方案，通过混合器尾部形成的涡流，实现烟气和喷出颗粒的快速掺混，通过流场模拟调整合适的喷口位置和混合器叶片添加形式可以有效实现颗粒的快速混合，提高反应效率，减少小苏打颗粒用量，降低运维成本。
本文内容只是根据以往项目积累的一些经验，存在认知局限性，如有不当之处，还请大佬私信指正。有问题可扫下方二维码联系。
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