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煤烟型污染是我国大气环境污染的主要形式,其主要污染物是由锅炉燃烧排放的粉尘颗粒和SO2。由于我国大气污染越来越严重,因此研究开发出适合我国国情的烟气净化装置,对我国大气环境质量的改善具有重要的意义。大型燃煤锅炉烟气的除尘脱硫技术在我国发展较早,较为成熟,在实际操作运行时有相关的技术规范可供参考。它的系统运行稳定,粉尘颗粒和SO2的排放能严格遵从国家对大气污染物的排放标准。相比而言,我国中小型燃煤锅炉的烟气除尘脱硫技术还有待提高。中小型燃煤锅炉具有数量多、分布广、负荷变化大的特点且燃煤煤质存在较大差异,除尘脱硫成本投入不够,基于这些原因,由中小型燃煤锅炉产生粉尘颗粒和SO2污染物总量不容小视。SXJ型自激式除尘脱硫装置是一种湿式除尘脱硫装置。由于其结构简单,制造成本低廉,维护管理方便,运行费用适中等优点,在我国中小型燃煤锅炉的烟气净化处理中得到广泛应用。但是实际使用过程中除尘脱硫率不是很理想,且净化后气体带水严重,容易形成湿风机,大大降低了引风机使用寿命。为提高该装置的性能,需要对其内部流场的流动状况进行数值模拟分析,以便为该装置的优化设计提供依据。因此,本文的研究内容主要有以下两个方面:(1)对SXJ型自激式除尘脱硫装置的除尘和脱硫机理进行了研究。它依靠含粉尘颗粒和SO2的气流冲击含碱液的液膜或自由液面,形成大量液滴来捕集粉尘颗粒,同时烟气中SO2与液滴中碱性物质发生酸碱中和反应从而达到脱硫的目的。首先对液滴捕集粉尘的三种方式(惯性碰撞、拦截捕获、扩散沉降)进行了阐述以及这三种方式捕尘时,单个液滴捕集效率的计算公式进行了归纳总结;然后对该装置使用的双碱脱硫法做了系统阐述;其次运用双膜传质理论研究了SO2物理吸收和化学吸收两个过程;最后分析了影响S02吸收效率的主要因素。(2)运用FLUENT软件对该装置内部流场进行数值模拟。气相采用标准k-ε湍流模型,颗粒相采用离散相模型(DPM),应用SIMPLE算法进行计算。得到了装置内流场的各相速度、压力以及粉尘颗粒的运动轨迹等参数的分布。分析结果表明:气体流经双层交错式挡板时产生明显压降以及低速区,同时它也在一定程度上延长了气体在塔装置内停留时间,增强了装置内的湍动效应,从而提高了烟气净化效率。数值模拟计算结果对装置的实际运行具有一定的指导性意义,并且为优化设计奠定了理论基础。