优化烟气脱硫反应器流场与动力学模拟：参数影响与效率提升策略

本文主要探讨了基于反应动力学的烟气脱硫反应器数值模拟技术在优化高倍率灰钙循环系统中的应用。研究者利用计算机流体动力学(CFD)模拟方法，对一款额定处理量为40000立方米每小时的脱硫反应器进行了深入分析。其目标是优化反应器内部的流场分布，并探索关键工艺参数如近绝热饱和温差(AAST)、增湿水量和固气比对脱硫效率的影响。 首先，研究团队注意到在原始设计的反应器中，模拟结果显示流场分布存在不均匀性。为解决这个问题，他们提出了在反应器中增设导流叶片的优化策略。这种改进旨在通过延长转向流场和增强湍流，使得流场分布更加均匀，从而提升流动稳定性。通过对速度场、湍流强度场和静压场的对比分析，优化后的设计明显改善了反应器内部的流体力学性能。 接着，作者通过热态数值模拟，系统地考察了AAST对脱硫效率的影响。研究表明，AAST（即反应器内的温差）对脱硫效率有显著影响，随着AAST的减小，脱硫效率会显著提高。具体来说，当AAST增加15℃时，脱硫效率会下降大约33.5%。这提示了控制反应器内的温度梯度对于维持高效脱硫过程的重要性，最佳AAST值被确定为15℃左右。 另外，增湿水量也被证实是影响脱硫效率的重要参数。在一定范围内，随着增湿水量的增加，脱硫效率呈现出上升趋势。然而，当增湿水量超过某个阈值后，可能不再带来显著的脱硫效果提升，这为实际操作提供了指导。 本研究通过数值模拟与实验验证相结合，为优化高倍率灰钙循环烟气脱硫反应器的设计和操作提供了科学依据，对于提高脱硫效率、降低成本和能源消耗具有重要意义。这种基于反应动力学的模拟方法对于理解和控制工业过程中的复杂化学反应具有广泛的应用价值。