吸收塔除霧器的選型與設(shè)計(jì)

李用芝　梁霏飛

摘 要：SO2會(huì)造成大氣污染，為了控制空氣中的SO2含量，必須采取有效脫硫工程來除去硫的成分，石灰石-石膏濕法脫硫工程是目前比較常用的有效脫硫系統(tǒng)工程，吸收塔是石灰石—石膏濕法脫硫工程中的主要設(shè)備，除霧器是吸收塔內(nèi)的關(guān)鍵部件，除霧器的設(shè)計(jì)和選擇對(duì)脫硫效果起著至關(guān)重要的作用。該研究者介紹了各種型式的除霧器及它們適用的工況，除霧器的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)情況，最后總結(jié)出目前常用的除霧器結(jié)構(gòu)形式，在特殊情況下選擇的除霧器結(jié)構(gòu)形式，為除霧器的設(shè)計(jì)和施工提供了參考。

關(guān)鍵詞：吸收塔 除霧器 濕法脫硫 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：X70 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（a）-0104-01

SO2是造成大氣污染的主要來源之一，電廠煙氣中含有大量的SO2，因此，必須采取有效的脫硫系統(tǒng)來控制煙氣中的SO2含量。吸收塔是脫硫系統(tǒng)工程中的核心裝置，它是利用石灰石—石膏濕法來脫去煙氣中二氧化硫氣體的重要設(shè)備，而除霧器是吸收塔內(nèi)件的主要部件之一，除霧器的選型和設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。

1 除霧器的類型

1.1 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同分為以下幾種型式

水平氣流除霧器：安裝在吸收塔水平出口煙道內(nèi)，適用于水平氣流的氣液分離，有更高的臨界攜帶速度，使在水平煙道截面積較小情況下安裝除霧器成為可能，極限霧滴顆粒尺寸小，能達(dá)到17μm。

平板式除霧器：安裝在吸收塔內(nèi)的頂部，兩層除霧器，每層都帶有自己的沖洗系統(tǒng)，需要兩層支撐梁，適用于垂直氣流的氣液分離。

屋脊式除霧器：安裝在吸收塔內(nèi)的頂部，適用于垂直氣流的氣液分離。優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）吸收塔內(nèi)的除霧器支撐梁由兩層減少為一層；

（2）除霧器結(jié)構(gòu)緊湊，降低了吸收塔高度（比平板式低約1.5～2.0m）；

（3）沖洗效果更好，不易發(fā)生葉片堵塞；

（4）更高的臨界攜帶速度（7.2m/s），減小了吸收塔直徑；

（5）沖洗系統(tǒng)（包括沖洗管的支撐結(jié)構(gòu)）被完美得整合進(jìn)除霧器；

（6）安裝方便，除霧器的安裝支撐梁可用于維修行走使用，檢修和維護(hù)更加安全和容易。

平板式除霧器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，價(jià)格便宜，屋脊式除霧器除有上述優(yōu)點(diǎn)外，其價(jià)格比較昂貴。

1.2 根據(jù)氣流方向不同分為以下幾種型式

折流板除霧器：利用擋板表面和液滴相互撞擊之后而將液滴凝聚在一起。氣體通過彎曲的擋板，流動(dòng)線型也隨著多次改變，而液滴則因?yàn)閼T性原因被撞擊在擋板上而聚集下來。一般情況下，相鄰兩片折流板的間距為20～30mm。安裝方式不同，氣體流速也不盡相同，水平安裝時(shí)，氣體流速為6～10m/s，垂直安裝時(shí)，氣體流速為2～3m/s。但如果氣體流速過高時(shí)就會(huì)產(chǎn)生二次夾帶的現(xiàn)象。

旋流板除霧器：氣流在通過除霧器板片間的空隙時(shí)就會(huì)變?yōu)樾D(zhuǎn)氣流，氣流中的液滴會(huì)因?yàn)閼T性作用以一定的角度向上作螺旋運(yùn)動(dòng)并且被射到外側(cè)，最后在溢流槽內(nèi)匯集，從而達(dá)到除霧效果，除霧效率也會(huì)到90%～99%。

2 除霧器的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

2.1 沖洗覆蓋率

A -為除霧器有效通流面積（m2），

h -為沖洗噴嘴距除霧器表面的垂直距離（m），

一般沖洗覆蓋率選在100%～300%之間。

2.2 除霧器沖洗周期

沖洗周期是指除霧器每次沖洗的時(shí)間間隔。由于除霧器沖洗期間會(huì)導(dǎo)致煙氣帶水量加大，沖洗周期不能太過頻繁。但如果沖洗周期間隔太長，會(huì)造成結(jié)垢現(xiàn)象。具體的除霧器沖洗周期還要根據(jù)吸收劑和煙氣特征而定。

2.3 除霧效率

除霧器在單位時(shí)間內(nèi)收集到的液滴質(zhì)量與進(jìn)入除霧器液滴質(zhì)量的比值。除霧效率主要受以下的因素的影響：葉片結(jié)構(gòu)、葉片間距、除霧器的布置結(jié)構(gòu)、氣流分布在除霧器斷面的均勻性、煙氣流速等。

2.4 系統(tǒng)壓力降

除霧器通道內(nèi)煙氣產(chǎn)生的壓力損失。壓力降的數(shù)值主要與葉片結(jié)構(gòu)、煙氣帶水量、煙氣流速、葉片間距等因素有關(guān)。除霧器的葉片上結(jié)垢比較嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)壓力降就會(huì)大大地增加，能耗也會(huì)隨著系統(tǒng)壓力降的增大而增多。一般了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)是通過測量壓力降的方法，根據(jù)壓力降的變法及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

2.5 煙氣流速

煙氣通過除霧器截面的流速過高或者過低對(duì)除霧效率都有不利的影響。太高的煙氣流速就會(huì)容易形成二次帶水，除霧效率也會(huì)降低，高系統(tǒng)流速阻力變大，能耗增加。煙氣流速過低，同樣對(duì)提高除霧效率不利，使氣液分離更加困難。根據(jù)葉片結(jié)構(gòu)型式和布置方式不同，煙氣流速的設(shè)計(jì)值一般在3.5～5.5m/s之間，接近于煙氣的臨界流速。

2.6 除霧器葉片間距

除霧器葉片間距大小對(duì)除霧效率及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定都非常重要。葉片間距如果太小，能耗就會(huì)越大，沖洗效果也會(huì)下降，而且葉片容易形成結(jié)垢，造成堵塞，系統(tǒng)停運(yùn)；葉片間距如果太大，煙氣帶水就會(huì)過多，除霧效率也就越低，風(fēng)機(jī)更容易產(chǎn)生故障，系統(tǒng)也會(huì)更容易停運(yùn)。所以在設(shè)計(jì)中，葉片間距一般取20～95mm。目前最常用的除霧器葉片間距在30～50mm。

2.7 除霧器沖洗水壓

除霧器沖水壓與除霧器噴嘴的結(jié)構(gòu)特征、噴嘴和除霧器的間距等有關(guān)。沖洗水壓太低的話，沖洗的效果就很差，沖洗水壓太高時(shí)，會(huì)使煙氣中的帶水量增加，而且也使葉片的使用壽命降低。

2.8 除霧器沖洗水量

除霧器沖水量不僅要滿足除霧器本身的需求，還要滿足平衡系統(tǒng)水的要求，具體沖水量是要根據(jù)工況的實(shí)際條件而定，有的工況是采用長時(shí)間小水量沖洗，有的工況是采用短時(shí)間大水量沖洗，通常，除霧器截面上的瞬時(shí)沖水量為1～4m3/m2.h。

3 結(jié)語

除霧器一般是二級(jí)除霧器，通常設(shè)置在兩個(gè)位置：一是在氣流垂直布置、低流速工況下，設(shè)在吸收塔內(nèi)的頂部；二是在氣流水平布置、高流速工況下，設(shè)在吸收塔出口煙道內(nèi)。除霧器設(shè)置沖洗水管，進(jìn)行間歇式?jīng)_洗除霧器。

濕法煙氣脫硫工程吸收塔目前主要采用平板式、折流板除霧器，如果工程對(duì)吸收塔高度有限制要求，也會(huì)考慮選用屋脊式除霧器。

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