潘 胜,周俊波,郭淑芬

(北京化工大学 机电工程学院,北京 100029)

我国是煤燃烧大国,大量的煤燃烧致使酸雨和 SO2污染日益严重.工业中对烟气脱硫日益重视,形成了很多成熟的脱硫工艺.烟气脱硫塔是脱硫工艺中重要的化工设备,为大型薄壁壳体钢结构.烟气从塔底入口进入脱硫塔,与塔内碱性液体接触,气体中的 SO2被碱性液体吸收,完成脱硫工艺.脱硫塔安装方便,操作弹性大,脱硫效果好,运行成本低,因此成为对工业废气进行脱硫的主要设备.

为了满足工艺要求,在塔体上有烟气的进、出口,人孔,内部设有多层的喷淋装置,各种管道、支撑结构,塔内有多种流体反应.整体结构复杂,在分析中存在很多值得研究的问题[1].对脱硫塔的现有研究主要集中在塔内部流场的运动以及流体对塔体的影响.宫国卓等采用 RNGk-X湍流模型对脱硫塔气体流场进行了模拟,结果表明该模型的模拟效果较好,脱硫塔内中下部的气体流场分布不均匀,发现采用改进导流叶片的方式优化效果较好[2].盛朝晖等通过使用室内振动台对缩小比例的脱硫塔进行试验,研究了脱硫塔的流固耦合动力特性,结果表明在相同加速度峰值的正弦波作用下,考虑流固耦合的塔体加速度峰值反应小于无液体时的情况[3].

本文通过有限元数值模拟方法,建立了某工厂烟气脱硫塔三维模型,对塔体模型进行了数值模拟计算,分析了脱硫塔上大量人孔对塔体强度的影响,并对……