一套完整的洗滌塔系統(tǒng)還應該包含風機系統(tǒng)、液位系統(tǒng)、PH控制系統(tǒng);風機系統(tǒng)主要功能是驅動廢氣,使氣流能在洗滌塔流道內有效流動,一般根據(jù)氣流量選擇合適的風機系統(tǒng),每套風機系統(tǒng)也要匹配適當?shù)娘L量要求;液位系統(tǒng)主要功能是當水箱里液的液位低于設置的低液位時,泵抽空,此時停止泵,待液液位高于設置的高液位時,才會啟動泵,消耗水箱內多余液體,從而保證正常工作;PH控制系統(tǒng)主要功能用于檢測和控制水箱內液的PH值,保證酸堿洗過程的正常運行。
關于對洗滌塔的研究取決于現(xiàn)階段化工、的政策要求,其核心作用在于將工藝過程中的廢氣進行“洗滌”。現(xiàn)如今環(huán)境空氣要求日益提高,根據(jù)政策要求如表1.2所示為環(huán)境空氣污染物基本項目濃度值。
在對環(huán)境保護日益重視的情況下,作為在化工和項目治理方面具有重大意義的洗滌塔單元,其研究情況也有許多體現(xiàn)。現(xiàn)階段對洗滌塔的研究主要體現(xiàn)在兩方面,一者,在結構的優(yōu)化設計上;二者,在對廢氣、粉塵等方面的特性分析上。針對洗滌塔結構方面和流體方面的研究集中在實驗研究和數(shù)值模擬方面,數(shù)值模擬方法的優(yōu)點是將計算理論分析方法無法求解的數(shù)學問題轉化為可供解決的其他形式的物理模型通過數(shù)值模擬方法具現(xiàn),進而解決各種復雜流動問題,這種過程對比于實法有效[10】。其中FLUENT代表的流體分析軟件應用廣泛21。孫濤等人針對甲醇洗滌塔研究中發(fā)現(xiàn)由于流動阻力過大致使其水箱液的液位高于設定的情況,針對這種情況設計采用一種新的洗滌塔的計算模型,并對其進行分析,改進其設備結構,此舉對洗滌塔在煤化工工藝上有所改進并具有重大參考意義【13,14】。另一方面,在對洗滌塔除塵研究方面,張立棟等人Ds]通過建立新型的洗滌實驗平臺,驗證洗滌塔的氣液比、氣體氣流、粉塵的濃度等對該實驗平臺的除塵影響,得出在該試驗平臺下適當?shù)慕档拖礈焖葰怏w流速有利于提高除塵的效率;同時對于在其平臺條件下填料層在三層情況下除塵效率可觀[16,17]。大連理工陳勇、由宏新[ISl在基于Fluent的多孔介質模型[19】,模擬了顆粒吸附在氣相壓力、速度等情況下的數(shù)值模擬[20】,為我們在多孔介質顆粒分離的影響的數(shù)值模擬提供依據(jù)。
國外學者Jafari,MJ[211在對洗滌塔除氨實驗優(yōu)化過程中[22,23],發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化設計和操作參數(shù)來開發(fā)一個洗滌塔,以氣流中的氨排放。洗滌塔的設計參數(shù)包括噴嘴類型、噴嘴級數(shù)124]以及操作參數(shù),如操作壓力和入口NH3濃度;在所研究的參數(shù)中,增加氨濃度與洗滌塔效率成反比;基于此我們得出洗滌塔內各項參數(shù)對廢氣作用有著不同影響,對設計洗滌塔提供參數(shù)借鑒。Javed,KH等人利用高強度渦流洗滌塔提高C02捕集效率【251,這種渦流能夠提高傳熱和傳質速率,研究了氣/液流量、流量安排、洗滌塔高度和噴嘴類型對C02捕集性能的影響1261。Hemandez等人通過計算流體力學(CFD)模型【271,比較穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)模擬在動態(tài)平衡的條件下,不同的沉積水平情況下通過不同的雷諾數(shù)對所設計的模型進行驗證;從穩(wěn)定性來看,低雷諾數(shù)存在操作,不能減小半徑來建模去預測其準確性。國外學者在對洗滌塔研究方面表現(xiàn)在對其廢氣的優(yōu)化分析上面,同時在此基礎上對其結構進行優(yōu)化改進。
國內外學者針對洗滌塔的研究基本針對其結構、流體分析【28】方面,在結構方面的優(yōu)化分析其本質依然是對其流體分析,在計算流體力學發(fā)展的基礎上,對洗滌塔內各項特性分析也在不斷完善和發(fā)展?,F(xiàn)在商用CFD軟件發(fā)展迅速,如Fluent、CFX等均能對其進行有效的仿真分析【29】,達到實驗模擬分析所不能達到的直觀和大范圍,這也使得洗滌塔在化工和產業(yè)的作用加完善和重要。