吸收塔除雾器的选型与设计

李用芝　梁霏飞

摘 要：SO2会造成大气污染，为了控制空气中的SO2含量，必须采取有效脱硫工程来除去硫的成分，石灰石-石膏湿法脱硫工程是目前比较常用的有效脱硫系统工程，吸收塔是石灰石—石膏湿法脱硫工程中的主要设备，除雾器是吸收塔内的关键部件，除雾器的设计和选择对脱硫效果起着至关重要的作用。该研究者介绍了各种型式的除雾器及它们适用的工况，除雾器的主要设计指标参数情况，最后总结出目前常用的除雾器结构形式，在特殊情况下选择的除雾器结构形式，为除雾器的设计和施工提供了参考。

关键词：吸收塔 除雾器 湿法脱硫 设计

中图分类号：X70 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0104-01

SO2是造成大气污染的主要来源之一，电厂烟气中含有大量的SO2，因此，必须采取有效的脱硫系统来控制烟气中的SO2含量。吸收塔是脱硫系统工程中的核心装置，它是利用石灰石—石膏湿法来脱去烟气中二氧化硫气体的重要设备，而除雾器是吸收塔内件的主要部件之一，除雾器的选型和设计对整个脱硫系统起着至关重要的作用。

1 除雾器的类型

1.1 根据结构形式不同分为以下几种型式

水平气流除雾器：安装在吸收塔水平出口烟道内，适用于水平气流的气液分离，有更高的临界携带速度，使在水平烟道截面积较小情况下安装除雾器成为可能，极限雾滴颗粒尺寸小，能达到17μm。

平板式除雾器：安装在吸收塔内的顶部，两层除雾器，每层都带有自己的冲洗系统，需要两层支撑梁，适用于垂直气流的气液分离。

屋脊式除雾器：安装在吸收塔内的顶部，适用于垂直气流的气液分离。优点如下。

（1）吸收塔内的除雾器支撑梁由两层减少为一层；

（2）除雾器结构紧凑，降低了吸收塔高度（比平板式低约1.5～2.0m）；

（3）冲洗效果更好，不易发生叶片堵塞；

（4）更高的临界携带速度（7.2m/s），减小了吸收塔直径；

（5）冲洗系统（包括冲洗管的支撑结构）被完美得整合进除雾器；

（6）安装方便，除雾器的安装支撑梁可用于维修行走使用，检修和维护更加安全和容易。

平板式除雾器结构简单，制造方便，价格便宜，屋脊式除雾器除有上述优点外，其价格比较昂贵。

1.2 根据气流方向不同分为以下几种型式

折流板除雾器：利用挡板表面和液滴相互撞击之后而将液滴凝聚在一起。气体通过弯曲的挡板，流动线型也随着多次改变，而液滴则因为惯性原因被撞击在挡板上而聚集下来。一般情况下，相邻两片折流板的间距为20～30mm。安装方式不同，气体流速也不尽相同，水平安装时，气体流速为6～10m/s，垂直安装时，气体流速为2～3m/s。但如果气体流速过高时就会产生二次夹带的现象。

旋流板除雾器：气流在通过除雾器板片间的空隙时就会变为旋转气流，气流中的液滴会因为惯性作用以一定的角度向上作螺旋运动并且被射到外侧，最后在溢流槽内汇集，从而达到除雾效果，除雾效率也会到90%～99%。

2 除雾器的主要设计指标

2.1 冲洗覆盖率

A -为除雾器有效通流面积（m2），

h -为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离（m），

一般冲洗覆盖率选在100%～300%之间。

2.2 除雾器冲洗周期

冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大，冲洗周期不能太过频繁。但如果冲洗周期间隔太长，会造成结垢现象。具体的除雾器冲洗周期还要根据吸收剂和烟气特征而定。

2.3 除雾效率

除雾器在单位时间内收集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。除雾效率主要受以下的因素的影响：叶片结构、叶片间距、除雾器的布置结构、气流分布在除雾器断面的均匀性、烟气流速等。

2.4 系统压力降

除雾器通道内烟气产生的压力损失。压力降的数值主要与叶片结构、烟气带水量、烟气流速、叶片间距等因素有关。除雾器的叶片上结垢比较严重时系统压力降就会大大地增加，能耗也会随着系统压力降的增大而增多。一般了解系统运行状态是通过测量压力降的方法，根据压力降的变法及时发现问题并解决问题。

2.5 烟气流速

烟气通过除雾器截面的流速过高或者过低对除雾效率都有不利的影响。太高的烟气流速就会容易形成二次带水，除雾效率也会降低，高系统流速阻力变大，能耗增加。烟气流速过低，同样对提高除雾效率不利，使气液分离更加困难。根据叶片结构型式和布置方式不同，烟气流速的设计值一般在3.5～5.5m/s之间，接近于烟气的临界流速。

2.6 除雾器叶片间距

除雾器叶片间距大小对除雾效率及系统运行稳定都非常重要。叶片间距如果太小，能耗就会越大，冲洗效果也会下降，而且叶片容易形成结垢，造成堵塞，系统停运；叶片间距如果太大，烟气带水就会过多，除雾效率也就越低，风机更容易产生故障，系统也会更容易停运。所以在设计中，叶片间距一般取20～95mm。目前最常用的除雾器叶片间距在30～50mm。

2.7 除雾器冲洗水压

除雾器冲水压与除雾器喷嘴的结构特征、喷嘴和除雾器的间距等有关。冲洗水压太低的话，冲洗的效果就很差，冲洗水压太高时，会使烟气中的带水量增加，而且也使叶片的使用寿命降低。

2.8 除雾器冲洗水量

除雾器冲水量不仅要满足除雾器本身的需求，还要满足平衡系统水的要求，具体冲水量是要根据工况的实际条件而定，有的工况是采用长时间小水量冲洗，有的工况是采用短时间大水量冲洗，通常，除雾器截面上的瞬时冲水量为1～4m3/m2.h。

3 结语

除雾器一般是二级除雾器，通常设置在两个位置：一是在气流垂直布置、低流速工况下，设在吸收塔内的顶部；二是在气流水平布置、高流速工况下，设在吸收塔出口烟道内。除雾器设置冲洗水管，进行间歇式冲洗除雾器。

湿法烟气脱硫工程吸收塔目前主要采用平板式、折流板除雾器，如果工程对吸收塔高度有限制要求，也会考虑选用屋脊式除雾器。

参考文献

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