本文介绍了一种用于循环流化床反应器中中温多相流动脱硫反应过程的数值模拟方法，通过改进T-T吸收剂的固硫模型，并将其应用于欧拉双流体模型中。为了理解这一方法，需要掌握循环流化床反应器的工作原理、T-T吸收剂的固硫机理、欧拉双流体模型、数值模拟技术以及相关的化学反应速率理论。
循环流化床反应器是一种高效的气固反应器，特别适用于干法烟气脱硫技术。干法脱硫相对于湿法脱硫具有节水、低投资和低运行成本等优点，尤其适合于经济滞后和缺水地区。在中温条件下（700~800℃），采用T-T吸收剂的中温循环流化床干法烟气脱硫技术能够达到较高的脱硫效率，但存在床内钙利用率低和床压降相对较高的问题。因此，通过数值模拟优化反应器内的流动和反应过程，对于提高脱硫效率具有重要意义。
T-T吸收剂是一种高效水合钙基吸收剂，由氧化钙和燃煤飞灰按比例混合并快速水合制成。T-T吸收剂的固硫模型需要考虑到SO2气体在吸收剂内外的扩散特性，包括向吸收剂表层的扩散、在吸收剂微粒之间的扩散和在每个微粒内的扩散。这三种扩散过程共同影响脱硫反应的效率。
在拉格朗日方法中，由于它不适用于高颗粒浓度的情形，因此无法准确模拟床内存料量和脱硫效率。而欧拉双流体方法虽然能够解决高颗粒浓度的问题，但其固硫模型在使用时存在无法确定吸收剂颗粒所占比例和反应时间的问题。因此，本文提出了改进的T-T吸收剂固硫模型，将钙转化率随时间的变化转换为状态参数，从而使得欧拉双流体模型能够适用于中温循环流化床干法烟气脱硫技术的数值模拟。
改进的固硫模型通过数据转换，建立吸收剂的反应速率与钙转化率的相互关系，并且发现反应速率与钙转化率的平方之间存在分段线性的特征。基于这一特征，推导出钙转化率的输运方程，进而封闭了欧拉双流体反应方程组，为准确模拟气固两相脱硫反应流动提供了理论基础。
固硫模型的改进包括了对固硫反应速率公式的优化，如引入固硫反应速率r的表达式，其中nCaO代表用于TGA检测的吸收剂样品中CaO的摩尔数，ks和kdiff分别代表本征反应和扩散的动力学参数，α为经验系数，CSO2为SO2浓度。在欧拉方法中，必须处理反应速率是时间函数的问题，即钙转化率不能作为状态参数使用的问题。
文中还讨论了固硫模型在不同反应温度下的特性，说明了快反应区和慢反应区的固硫特性，快反应区主要发生本征反应和SO2气体在颗粒空隙中的扩散，而慢反应区则是在吸收剂颗粒表面形成产物层后，SO2气体通过产物层向深处扩散成为控制因素。
本文通过改进T-T吸收剂固硫模型，并将其引入欧拉双流体模型中，有效解决了传统模型在模拟高颗粒浓度时的局限性，为中温循环流化床干法烟气脱硫技术的数值模拟提供了更为准确的理论基础。同时，本文的研究成果对于优化脱硫反应器设计、提升脱硫效率以及降低运行成本具有重要的实际应用价值。
