翟亚军，张怀宇，周 密，陈 宁

（1. 中远海运重工有限公司，上海 200120；2. 江苏科技大学，江苏镇江 212003）

0 引言

为了有效地控制船舶硫氧化物的排放，1997年 9月在海上环境保护委员会（MEPC）第40届会议上通过了国际防止船舶造成污染公约（MARPOL）73/781997年议定书（包括MARPOL附则Ⅵ—防止船舶造成空气污染规则）及8个决议案。MARPOL附则Ⅵ第14条严格规定了船舶燃油含硫量标准和强制执行的时间节点[1]。自2003年MEPC 50届会议至2013年MEPC 65届会议，10年共16届环保会议上制定和修改了国际海事组织（IMO）的MARPOL附则Ⅵ，在全球范围内确定了一些特殊区域和特别敏感海区，设为船舶废气排放控制区（ECA）[2]。因此，脱硫塔作为船用烟气脱硫系统中的关键设备正广泛应用于船舶上。但由于船舶上空间有限，传统喷淋脱硫塔体积过于庞大，使得脱硫塔在船舶上的安装运行受到很大限制[3-5]。因此，本文提出一种利用旋风分离器原理的新型脱硫塔，塔内的旋转气流不仅增大了湍流强度使得气液混合更充分、反应更快速彻底，而且大大增加了烟气在塔内的行程，使得烟气在有限尺寸的脱硫塔内依然有足够的反应时间。

1 旋流脱硫塔结构设计

旋流脱硫塔的结构参数包括：塔径D、烟气进口尺寸W×L、烟气出口直径D0、底流口直径Du、柱段长度H、烟气出口插入深度H0、锥角θ，其结构参数如图1所示，具体数值如表1所示。

图1 旋流脱硫塔结构参数

表1 旋流脱硫塔结构尺寸

2 气-液两相流的数值模拟

2.1 湍流模型

旋流脱硫塔内的流场是一种高雷诺数、强旋流的流动，Bernardo研究发现各相同性标准的k-ε模型已不能准确描述强旋流流场特征。……