烟气脱硫波纹板式除雾器数值模拟研究

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1、——．东南大学硕士学位论文———————————————————————————————————————————二_二—二=二—————一．布置在吸收塔顶部的两级除雾器正是完成这项任务的主要设备，其性能好坏直接影响到脱硫系统能否持续、可靠运行，因此除雾器的研究对湿法烟气脱硫系统意义重大【2钠。多层饱和l—搅拌器；2-除雾器：3-错排喷淋管；4-循环泵；5一氧化空气集管；6-水清洗喷嘴：7．除雾器；8．碳化硅浆液喷嘴图1-2喷淋吸收塔结构示意图1．1．4除雾器的工作原理、主要性能指标及设计参数1．1．4．1除雾器的工作原理及主要组成部分湿法烟气脱硫塔采用的

2、除雾器类型主要有旋流板与波纹板除雾器两种【71。旋流板除雾器的原理是：气流穿过旋流板片时由直线运动变为以一定仰角作旋转运动的气流，烟气中的液滴由于惯性的作用而被甩向外侧汇集，从而达到截留液滴的目的【251。波纹板除雾器是由外形曲折的叶片以一定的间距(通常20．50mm)叠合而成，叶片之间形成偏折的烟气通道，当含有液滴及颗粒物的烟气进入除雾器叶片间的通道时，由于流线的偏折，在惯性力的作用下实现气液分离，部分液滴撞击在除雾器叶片上被捕集下来【261，如图1．3所示。旋流板除雾器由于大量旋流叶片的存在使得在浆液系统中易于堵塞，仅在双碱法、镁法等清液环境的脱硫工

3、艺中有所应用。而波纹板除雾器由于具有压降低，处理量大，抗堵塞能力强等优点，在大型的烟气脱硫项目中得到普遍应用。波纹板除雾器通常由除雾器本体和冲洗系统【27】两部分组成，如图1．4所示。除雾器冲洗系统主要由冲洗泵、冲洗喷嘴、管路、阀门、压力仪表及电气控制部分组成，其作用是定期冲洗由除雾器叶片捕集的液滴、粉尘，保持叶片表面清洁，防止叶片结垢和堵塞，维持系统正常运行，根据国内外脱硫除雾器的运行经验一般采用双面冲洗的布置形式；除雾器本体由若干个波形曲线状的除雾器叶片、卡具、夹具及支架等按一定的结构形式组装而成，其作用是捕集烟气中的液滴及少量粉尘，减少烟气中液滴夹

4、带。除雾器叶片是组成除雾器的最基本、最重要的元件，除雾器叶片通常由高分子材料，如聚丙烯(PP)、玻璃钢(FRP)或不锈钢(316L)等材料制作而成【261，各个叶片相互平行且保持一定的间距，叶片问的通道构成了除雾的有效区域，其设计是否合理直接关系到整个除雾系统能否可靠、稳定运行。4。渺。7．。一磬躁。第一章绪论骨气流方向冲洗系统除雾器本体图1-3脱硫除雾器工作原理图图l_4湿法烟气脱硫除雾器系统波纹板除雾器叶片种类繁多，按气体在除雾器叶片通道内的流动方向，可分为垂直向上流动和水平流动【4】两种，前者气、液呈总体上的逆流，被叶片捕捉到的液滴逐渐向下集聚到底

5、段后返回塔中；后者气、流呈错流，在叶片拐弯处设置排液槽收集叶片表面的液滴，后沿槽向下流出从而防止了板面上液滴被气流再次带出。按叶片的几何形状可分为折线型(a、d)和流线型(b、c)，如图1．5所示，a型叶片结构简单，加工方便，易于冲洗；b、c型叶片临界流速高，在大型脱硫设备中应用广泛；d型叶片因清洗困难，使用场合受限。(a)(b)(c)(d)图1．5几种结构形式的除雾器叶片1．I．4．2除雾器的主要性能参数(1)除雾效率除雾效率是考核除雾器性能的关键指标，是指除雾器在任一时间区间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值【26】。除雾器的除雾效率受到烟

6、气流速，通过除雾器断面气流分布的均匀性，叶片型式、间距、转折角度等多种因素的影响。在脱硫工程中，目前主要采用经除雾后单位体积烟气中的雾滴含量来衡量除雾器的性能，一般要求通过除雾器后，烟气中的残余水分不超过75mg／Nm3tTl。(2)系统压降除雾器的系统压降是指烟气通过除雾器时所产生的压力损失，系统压力降越大，能耗越高。除雾器系统压降的大小主要与烟气流速，叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等有关，湿法烟气脱硫系统除雾器的压力降一般要求小于200Pa用。东南大学硕士学位论文(3)极限液滴粒径波纹板除雾器是利用液滴的惯性力进行分离的，在一定的气流流速下，粒径大

7、的液滴惯性力大易于分离，当液滴粒径小到一定程度时，除雾器对液滴失去了分离能力。除雾器在一定气流流速下能被完全分离的最小液滴粒径为除雾器的极限液滴粒径，一般除雾器极限液滴粒径越小，除雾器的除雾能力越强。1．1．4．3除雾器的主要设计参数除雾器的设计应以提高除雾效率和降低系统压降为目标，其主要设计参数如下：(1)烟气流速通过除雾器的烟气流速应高低适宜，烟气流速过高或者过低都不适合除雾器的正常运行。流速过低，液滴的惯性力较小，除雾效果下降；流速过高则会引起水分的二次夹带，同样降低除雾效果。造成液滴二次带水的主要原因有两个：一是液滴在碰撞时的雾化；二是高速烟气剪

8、切力作用在液膜的自由表面上，造成液膜破裂【2引。为达到理想的除雾效果，烟气流速必