工业界CFD：主流湿法烟气脱硫设备流场优化都咋做？
本文摘要：（由ai生成）
本文介绍了球团烟气湿法脱硫设备的多种类型，特别聚焦于喷淋塔的设计及其优化改造。喷淋塔形式多样，包括乞丐版、托盘塔、双循环塔、旋汇耦合塔、多管均流塔和云动力塔。各类型具有不同特点，旨在提高脱硫效率。作者还提及了氨法脱硫塔及其二次污染问题。内容基于经验总结，旨在提供参考，欢迎指正交流。
球团烟气湿法脱硫设备与常规电厂湿法脱硫设备基本一致，也有一些特殊设计形式，索性把咱这些年曾经遇到的各类型湿法脱硫塔介绍一下。
湿法脱硫塔的一些关键内部导流结构及局部优化咱在之前的文章介绍过，连接在这里，感兴趣的小伙伴可返回原文查看工业界CFD：湿法脱硫设计成熟，不用做流场模拟？
主流的湿法脱硫主要有如下几类：
喷淋塔、填料塔、鼓泡塔、氨法脱硫塔，其中又以喷淋塔居多，由于填料塔和鼓泡塔咱也没优化过（可能填料和鼓泡阻力大，效果好，不需要优化），这里只介绍我做过的几类吧。（之前没留意，总觉着湿法脱硫项目做的比较少，这次返回硬盘找资料，发现这些年也已经做了几十套湿法脱硫的流场优化了，感慨时光飞逝）
2013年之后，电力行业进行了大批项目的脱硫增效改造，通过增加层间环型挡板消除烟气的塔壁侧边壁短路流动，此外脱硫塔入口也设置的了烟气挡板，一方面是为了增强烟气的穿透力，提高烟气与入口对面脱硫浆液的有效接触面积；另一方面也是为了防止入口侧烟气的短路流动，防止入口浆液腐蚀脱硫入口连接件。
托盘塔也是13年之后乞丐版脱硫塔增效改造的重要技术手段。
托盘上方通常会形成一定高度的持液层，类似于鼓泡塔的效果，脱硫效率会大幅度提高，当然系统的阻力损失也会有一定程度的增加。
咱在10年前跟恩师干项目的时候，搭建了1:10的缩比物理模型并进行了详细的数值模拟和试验研究。喷淋脱硫塔的两相流动模拟难度极大，内部结构极为复杂，喷嘴数量巨多，形式也多样。咱做过的最复杂的一个项目，喷口包括实心锥、空心锥、双喷头等共计2000多个喷头，全部设置真实的离散相喷淋点位，用于模拟实际的喷淋覆盖效果。
单塔脱硫效率往往在达到95%以后就很难再有显著的提升效果，这跟脱硫浆液pH值紧密相关，单塔的喷淋浆液pH值偏酸性，当SO2被脱出到较低浓度时，低pH值浆液（（pH在5.0-5.8，偏酸性））就难以将SO2(酸性气体)吸收，这是导致单塔吸收效率受限的一个主要原因，因此发展了双循环塔。
双循环塔本质上其实是双循环浆液，一级吸收液是传统单塔偏酸性低pH值浆液，将大部分高浓度烟气SO2脱除，剩余的少量低浓度SO2进入二级吸收塔，被高pH值浆液（pH在5.8-6.2，偏碱性）吸收。
双循环塔设计形式上又包括单塔双循环和双塔双循环，本质上是一样的，只不过单塔双循环占地面积较小。
有人就说了，高pH值浆液吸收脱除效率这么高，为什么不直接采用高pH值浆液直接脱除SO2呢，是因为偏酸型的脱硫浆液对石灰石的溶剂度更高，总之就是，低pH浆液脱除量大，但是传质效率低，高pH值浆液吸收能力强，但是吸收总量少，因此只能通过低pH浆液吸收大量的SO2，再将低浓度SO2转交给高pH值的二级循环浆液进行深度脱除。
04 喷淋塔之——旋汇耦合塔
清新环境这套神奇的技术曾经横扫脱硫市场半壁江山，风光无限，当然现在也是环保企业中的头部老大哥。然而花无百日红，人物再少年，随着环保市场的收紧，大家日子后不好过了。
这套装置的难点除了前面所说的喷淋气液两相复杂流动，就是复杂结构。像下面这样旋汇耦合器，哪个CFD工程师看了不心慌？！
当然现在也有人质疑这种结构的利弊，说开始投运的时候效果很好但是运营一段时间后容易出现腐蚀堵塞等问题。
当然了，这个现象究竟是设计问题、施工质量问题、还是运营团队问题，真的不好说，我现场观察的少，了解的小伙伴可以直接留言回复
05 喷淋塔之——多管均流塔
实在是遇见的小众设计，没有现场反馈，不想过多解释，不过从流场计算结果来看，这种均流效果还不错呢。
06 喷淋塔之——云动力塔
这样的脱硫塔咱模拟做过两套，一套只有4个云动力喷口，另一个有很多。下面这套就是我说的另一个，这是某球团烟气脱硫项目的脱硫吸收塔，底层的旋流组合喷口喷淋效果显著，湍流混合较强烈。搞不好，球团领域的脱硫塔很多都是这种设计形式。懂的小伙伴留言回复吧。
07 喷淋塔之——氨法脱硫塔
这个脱硫塔是个改造项目，模型我找不到了，只记得它很高，分了好多层，容易堵塞。听说这种脱硫塔造成的二次污染较为严重，咱不做评价。懂得大佬直接下方留言就行，我不删评论。
