除霧器（一種工業(yè)產(chǎn)品）

介紹

除霧器是脫硫塔重要部件。除霧器的功能是把在噴霧吸收過程中，煙氣夾帶的霧粒、漿液滴捕集下來。除霧器的效率不僅與它身的結(jié)構(gòu)有關(guān)而且與霧粒的重度和粒徑有關(guān)，噴嘴霧化粒徑與吸收液黏度、噴霧爪力和噴嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。把除霧器性能和霧粒直徑配好，才能取得好的除霧效果。

如果除霧不好，煙氣夾帶漿液會(huì)帶到下游設(shè)備，如炯?xì)饧訜崞鳌⒁L(fēng)機(jī)（工業(yè)鍋爐脫硫常用）、煙道，進(jìn)而引起堵塞、引風(fēng)機(jī)嚴(yán)重振動(dòng)、炯道嚴(yán)鶯腐蝕、結(jié)垢等，從而被迫停運(yùn)。

結(jié)構(gòu)

除霧器

原理

工作原理圖

除霧器的除霧效率隨氣流速度的增加而增加，這是由于流速高，作用于霧滴上的慣性力大，有利于氣液的分離。但是，流速的增加將造成系統(tǒng)阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速過高會(huì)造成二次帶水，從而降低除霧效率。通常將通過除霧器斷面的最高且又不致二次帶水時(shí)的煙氣流速定義為臨界流速，該速度與除霧器結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)帶水負(fù)荷、氣流方向、除霧器布置方式等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)流速一般選定在3.5—5.5m/s。

在通常的化工操作中所碰到的氣體中分散液滴的直徑約在0.1～5000μm。一般粒徑在100μm以上的顆粒因沉降速度較快，其分離問題很容易解決。通常直徑大于50μm的液滴，可用重力沉降法分離；5μm以上的液滴可用慣性碰撞及離心分離法；對(duì)于更小的細(xì)霧則要設(shè)法使其聚集形成較大顆粒，或用纖維過濾器及靜電除霧器。

設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）除霧效率。指除霧器在單位時(shí)間內(nèi)捕集到的液滴質(zhì)量與進(jìn)入除霧器液滴質(zhì)量的比值。除霧效率是考核除霧器性能的關(guān)鍵指標(biāo)影響除霧效率的因素很多，主要包括煙氣流速、通過除霧器斷面氣流分布的均勻性、葉片結(jié)構(gòu)、葉片之間的距離及除霧器布置形式等。

除霧器布置形式通常有：水平型、人字型、V字型、組合型等大型脫硫吸收塔中多采用人字型布置，V字型布置或組合型布置（如菱形、X型）。吸收塔出口水平段上采用水平型。

布置形式

（3）煙氣流速。通過除霧器斷面的煙氣流速過高或過低都不利于除霧器的正常運(yùn)行，煙氣流速過高易造成煙氣二次帶水，從而降低除霧效率，同時(shí)流速高系統(tǒng)阻力大，能耗高。通過除霧器斷面的流速過低，不利于氣液分離，同樣不利于提高除霧效率。此外，設(shè)計(jì)的流速低，吸收塔斷面尺寸就會(huì)加大。投資也隨之增加。設(shè)計(jì)煙氣流速應(yīng)接近于臨界流速。根據(jù)不同除霧器葉片結(jié)構(gòu)及布置形式，塔內(nèi)設(shè)計(jì)流速一般不超過4m/s。

（4）除霧器葉片間距。除霧器葉片間距的選取對(duì)保證除霧效率，維持除霧系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。葉片間距大，除霧效率低，煙氣帶水嚴(yán)重，易造成風(fēng)機(jī)故障，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)非正常停運(yùn)。葉片間距選取過小，除加大能耗外，沖洗的效果也有所下降，葉片上易結(jié)垢、堵塞，最終也會(huì)造成系統(tǒng)停運(yùn)。葉片間距根據(jù)系統(tǒng)煙氣特征（流速、SO含量、帶水負(fù)荷、粉塵濃度等）、吸收劑利用率、葉片結(jié)構(gòu)等綜合因素進(jìn)行選取。

種類

折流板式除霧器

折流板除霧器是利用霧粒在運(yùn)動(dòng)氣流中具有慣性，通過突然改變含霧氣流的流動(dòng)方向，霧粒在慣性作用下偏離氣流的流向，撞擊在折流板上而被分離（除去）。含霧氣流是在折流板作用下而改變流動(dòng)方向的，足利用霧粒慣性分離霧粒，類似于慣性除塵器。

折轉(zhuǎn)角度大、氣流速度高、折流板間距小，則除霧效率高，但阻力損失大。此外速度太大會(huì)把已捕集霧粒二次夾帶人氣流中。這些因素相匹配協(xié)凋才能獲得一個(gè)適用高效的折流板除霧器。

（1）折流板除霧器安裝方式

1）水平安裝。煙氣垂直流動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：安裝方便占空間少；上下可布置反沖洗噴頭沖洗，漿液和水一起流入循環(huán)反應(yīng)槽；阻力損失小，ν=3.4m/s時(shí)，Δp=180Pa。

缺點(diǎn)：由于煙氣垂直向上流過，容易二次夾帶煙氣，向上流速一般3～5m/s。

2）垂直安裝。煙氣水平方向流動(dòng)。

優(yōu)點(diǎn)：煙氣流動(dòng)在水平方向，捕集霧粒液體垂直向下流動(dòng)，不易產(chǎn)生二次夾帶，煙氣流速可達(dá)6～7m/s。除霧元件可以布置在水平煙道內(nèi)，節(jié)省脫硫塔空間及高度。

缺點(diǎn)：垂直安裝占用較多空間。

（2）折流板除霧器的沖洗

由于脫硫吸收循環(huán)液中含有吸收劑顆粒、煙塵、脫硫產(chǎn)物等顆粒，所以折流板捕集霧粒時(shí)就會(huì)粘上這些顆粒而逐漸結(jié)垢堵塞。

為了保持除霧通道清潔暢通、不增阻力、不堵塞、能持續(xù)運(yùn)行，必須定時(shí)有效地沖洗除霧器。有效是指反沖洗水流能沖下除霧折流板上的沉積物。定時(shí)是指要控制好反沖洗節(jié)奏。沉淀物多了，不但增加除霧器阻力，而且增加沖洗干凈的難度。這個(gè)沖洗周期與除霧器結(jié)構(gòu)、霧粒黏度、沖洗水壓力、噴嘴性能等多種因素有關(guān)，一般通過模擬試驗(yàn)和較多的運(yùn)行試驗(yàn)的而獲得。

（3）除霧器材料

除霧器選材要考慮耐腐蝕、耐磨損、可能的煙氣溫度波動(dòng)或短時(shí)間的超溫。一般采用耐溫玻璃鋼、聚丙烯、聚砜及S316L、S317LM不銹鋼。飽和煙氣溫度一般約為50℃。考慮了各種可能因素，一般應(yīng)采用能耐80℃、除霧器腐蝕環(huán)境（強(qiáng)酸性、 CI 離子濃度>10g/L）的材料。

旋流葉輪除霧器

（1）旋流葉輪除霧器構(gòu)造 如圖9—24所示，由旋流板（旋流葉輪）、擋環(huán)、除霧器外殼排液管組成。

（2）旋流葉輪除霧器工作原理 煙氣進(jìn)入旋流葉輪，在旋流板的導(dǎo)向下會(huì)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度β，一般為25°～30°。這個(gè)ν可以分解軸向速度ν和切向速度νˊ。于是煙一邊沿軸向前進(jìn)，一邊按切向速度”。旋轉(zhuǎn)。煙氣中的粗霧粒直接碰在旋流板上被截留，再慢慢甩到旋流除霧器壁。煙氣中夾帶的細(xì)霧在不斷的旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)中，被離心力推到除霧

器內(nèi)壁而被捕集。

（3）旋流葉輪除霧器的性能 除霧效率高，它與折流板和絲網(wǎng)除霧器在流速為3m/s的比較。

1）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，包括旋流葉輪、擋環(huán)、外殼，都可以自制。允許比較高的空塔流速，ν=5m/s。因而仍然保持高的除霧效率。當(dāng)葉片仰角β=25°～30°時(shí)，旋流葉輪除霧器的阻力與折流板除霧器類似，比絲網(wǎng)除霧器的低。

可以放在脫硫塔頂部，也可做成獨(dú)立的除霧器。

2）缺點(diǎn)：當(dāng)葉輪直徑大時(shí)，離心力有所下降，且安裝有難度。鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于煙氣量降低，而使旋流速度減小，除霧效率降低：旋流葉輪除霧器較適用于工業(yè)鍋爐脫硫塔除霧。

旋流葉輪上方要求具有2m以上的除霧段高度。

復(fù)擋除霧器

復(fù)擋除霧器構(gòu)造

（2）復(fù)擋除霧器特性

1）優(yōu)點(diǎn)：

除霧效率高，利用多層環(huán)形擋板使煙氣旋轉(zhuǎn)分離霧粒，其除霧效率接近旋風(fēng)分離器。對(duì)大于l0μm的顆粒有較高的去除率。

阻力適中，當(dāng)進(jìn)口速度口為25m/s時(shí)，△p約為250Pa。

可以單獨(dú)作為一個(gè)除霧設(shè)備使用，不影響脫硫塔的運(yùn)行。

2）缺點(diǎn)：

一般要設(shè)計(jì)4個(gè)以上環(huán)形擋板，加工制造安裝相對(duì)復(fù)雜。

設(shè)備材料要求耐蝕、耐磨，因?yàn)閺?fù)擋內(nèi)煙氣流速較高。復(fù)擋筒體可以用鋼內(nèi)襯鑄石水玻璃涂層，但環(huán)形檔板目能用S317LM或S316L合金鋼板制造。

鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于復(fù)擋除霧器的進(jìn)口流速下降較多而使除霧效率降低。

性能保證

（除霧器噴嘴）

（1）除霧效率：在正常運(yùn)行工況下，除霧器出口煙氣中的霧滴濃度低于75mg/Nm ；

（2）壓降：不考慮除霧器前后的干擾，保證在100%煙氣負(fù)荷下，整個(gè)除霧器系統(tǒng)的壓降低于120Pa。

（3）耐高溫：80--95℃。

（4）耐壓：保證承受沖洗水壓為0.3MPa時(shí)，葉片能正常工作。

（5）沖洗噴嘴：全錐形噴嘴，沖洗水噴射角度為90—120度，噴射實(shí)心圓錐，能夠保證葉片全部被覆蓋。（設(shè)計(jì)的均為最大氣體負(fù)荷時(shí)的水耗量，考慮到系統(tǒng)水平衡的要求，如果氣體負(fù)荷降低，可通過增加沖洗間隔時(shí)間將水耗量降低一半）。

用途

除霧器用于分離塔中氣體夾帶的液滴，以保證有傳質(zhì)效率，降低有價(jià)值的物料損失和改善塔后壓縮機(jī)的操作，一般多在塔頂設(shè)置除霧器?？捎行コ?--5um的霧滴，塔盤間若設(shè)置除霧器，不僅可保證塔盤的傳質(zhì)效率，還可以減小板間距。所以除霧器主要用于氣液分離。亦可為空氣過濾器用于氣體分離。此外，絲網(wǎng)還可作為儀表工業(yè)中各類儀表的緩沖器，以防止電波干擾的電子屏蔽器等。

濕法脫硫，它還溶有硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等。如不妥善解決，任何進(jìn)入煙囪的“霧”。

除霧器是FGD系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能直接影響到濕法FGD系統(tǒng)能否連續(xù)可靠運(yùn)行。除霧器故障不僅會(huì)造成脫硫系統(tǒng)的停運(yùn)，甚至可能導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組（系統(tǒng)停機(jī)）。

除霧器的布置形式最常見的有平板式布置和屋頂式布置。