并列組合旋流板除霧器

王志雅

（上海互聯(lián)環(huán)保工程技術(shù)中心，上海市 200086）

并列組合旋流板除霧器

王志雅

（上海互聯(lián)環(huán)保工程技術(shù)中心，上海市 200086）

針對(duì)大型塔器的塔頂旋流板除霧器，推薦并列組合旋流板除霧器方案，并列舉工程實(shí)例說明。

旋流板；；除霧器；并列組合

旋流板除霧器具有分離效率高、阻力小、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，已在廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。旋流板是利用離心力造成液粒從氣流中分離的，而液粒所受離心力的大小同旋轉(zhuǎn)半徑成反比例，半徑越大離心力越小，分離效果越差。也就是說，直徑小的旋流板比直徑大的旋流板分離效果好。所以，旋流除板霧器直徑不宜過大。同樣的道理，旋風(fēng)分離器的直徑也不宜過大，公認(rèn)其直徑的上限為2m。雖然旋流板除霧器還沒有公認(rèn)的直徑上限之說，但筆者認(rèn)為最好在2 m之內(nèi)，不應(yīng)超過3 m。

現(xiàn)在大型塔器越來越多，例如許多石油化工、煤化工的塔器直徑都在4 m以上，環(huán)保領(lǐng)域煙氣脫硫的吸收塔直徑甚至達(dá)到15 m，如果塔頂氣液分離想采用旋流板除霧器怎么辦？有人提出一種“雙程旋流板”［1］［2］甚至“多程旋流板”結(jié)構(gòu)概念，對(duì)于吸收板，雙程或者多程可以解決一些結(jié)構(gòu)方面的問題。但是對(duì)于除霧板而言，雙程或者多程結(jié)構(gòu)改變不了直徑過大則分離效果不佳的規(guī)律。

筆者提出并列組合旋流板除霧器解決方案［3］［4］，對(duì)于大直徑塔器使用的旋流板除霧器，采用多個(gè)小直徑旋流板除霧器并列組合而成的方案，詳見圖1。由于化工塔器空塔氣速通常都在1 m／s以下，用于煙氣脫硫的空塔噴淋吸收塔的氣速高的也在3．5 m／s以下，而旋流板除霧器的工作原理要求通過旋流板的氣速則要大得多，所以一般來說，采用多個(gè)小直徑旋流板除霧器并列組合的方案，在平面布置方面是不難實(shí)現(xiàn)的。下面列舉兩個(gè)工程實(shí)例具體說明。

圖1 并列組合旋流板除霧器示意圖

實(shí)例一：某焦?fàn)t煤氣冷卻除萘工序的核心設(shè)備為預(yù)冷油洗萘塔，規(guī)格為DN 4 500×35 600，分成兩段。下段為預(yù)冷段，是一弓形篩板塔，用氨水冷卻煤氣。上段為洗萘段，是一填料塔，用洗油吸收煤氣中的萘。運(yùn)行中，下段的氨水不允許帶到上段破壞洗油，上段的洗油也不允許隨煤氣帶出塔外。煤氣自下段進(jìn)入上段設(shè)置4個(gè)DN1000升氣帽，每個(gè)升氣帽中安置一塊旋流除霧板分離煤氣中夾帶的氨水。煤氣出塔前同樣通過并列組合旋流板除霧器除去其中的洗油霧沫，由4個(gè)DN 1000旋流板除霧器組成。上下共8個(gè)除霧器旋流板規(guī)格相同。具體參數(shù)是：煤氣重度0．59 kg／m3、總氣量41400 m3／h、單板氣量10350 m3／h，選取氣體穿孔動(dòng)力因子為13 kg 0．5／m 0．5 s，由此計(jì)算得旋流板開孔面積為0．170 2 m2，進(jìn)而確定旋流板幾何參數(shù)：葉片外徑（罩筒內(nèi)徑）為975 mm、盲板直徑為595 mm、葉片數(shù)為18片、葉片厚度為4 mm、葉片仰角為25°、葉片徑向角為－37．6°。這臺(tái)預(yù)冷油洗萘塔1994年投產(chǎn)，至2010年工廠關(guān)閉，一直運(yùn)行正常。

實(shí)例二：某化工廠廢氣氨法脫硫吸收塔，空塔噴淋塔型，規(guī)格為DN 4 400×31 000，排氣溫度50℃，排氣量155 000 m3／h。塔頂除霧裝置采用高效率低阻力的旋流板除霧器，由于塔徑過大，不宜采用單塊旋流除霧板，確定使用由4個(gè)旋流除霧器單元組成的并列組合旋流板除霧器，平均每個(gè)除霧器單元通過的氣量為38 750 m3／h。考慮到此脫硫裝置有較低負(fù)荷工況，選取氣流穿孔強(qiáng)度因子偏于上限，為17 kg 0．5／m 0．5 s，由此計(jì)算得旋流板開孔面積為0．645 7 m2，進(jìn)而確定旋流板幾何參數(shù)：葉片外徑（罩筒內(nèi)徑）為1 500 mm、盲板直徑為630 mm、葉片數(shù)為30片、葉片厚度為4 mm、葉片仰角為30°、葉片徑向角為－24．9°。這臺(tái)設(shè)備2012年底投入使用以來，運(yùn)行情況良好，其除霧器分離效果和壓力降指標(biāo)均實(shí)現(xiàn)了預(yù)期要求。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)每一個(gè)除霧器單元均設(shè)置了清水定期沖洗裝置，運(yùn)行后，從除霧器壓降判斷從未出現(xiàn)過需要沖洗的情況，因此，沖洗裝置沒有投入使用過。說明該除霧器在這種工況條件下不會(huì)發(fā)生堵塞問題。

［1］孫文壽．雙程旋流板分離器三維流場(chǎng)研究［J］．高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)，2006，20（6）：882－887．

［2］張曼玲．脫硫塔雙程旋流板結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法探討［J］．環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2006，32（6）：7－9．

［3］王志雅．旋流除霧板在“氨苯回收”中的應(yīng)用［J］．上焦科技，1995，（5）：18－25．

［4］王志雅．并列組合旋流板除霧器：中國，201220723758．4［P］．2013－6－12．

Parallel combined whirlwind plate demister

Wang Zhi-ya
（Shanghai Internet Environmental Technology Center，Shanghai 200086）

Recommended parallel combined whirlwind plate demister scheme，about whirlwind plate demister in the top of the large tower．And combine the project instance，carry on comparative analysis．

whirlwind plate；demister；parallel-combined

TQ053．5

B

1003-6490（2015）05-0015-02

2015－01－30

王志雅（1946－），男，江蘇南京人，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期在化工企業(yè)及設(shè)計(jì)院從事化工設(shè)備及壓力容器設(shè)計(jì)工作，近年研究方向?yàn)闊煔饷摿虻拳h(huán)保工程的設(shè)計(jì)及總承包管理。E-mail：wangzhiya6868＠163．com。