煙氣脫硫波紋板式除霧器數(shù)值模擬研究

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1、——．東南大學(xué)碩士學(xué)位論文———————————————————————————————————————————二_二—二=二—————一．布置在吸收塔頂部的兩級除霧器正是完成這項(xiàng)任務(wù)的主要設(shè)備，其性能好壞直接影響到脫硫系統(tǒng)能否持續(xù)、可靠運(yùn)行，因此除霧器的研究對濕法煙氣脫硫系統(tǒng)意義重大【2鈉。多層飽和l—攪拌器；2-除霧器：3-錯(cuò)排噴淋管；4-循環(huán)泵；5一氧化空氣集管；6-水清洗噴嘴：7．除霧器；8．碳化硅漿液噴嘴圖1-2噴淋吸收塔結(jié)構(gòu)示意圖1．1．4除霧器的工作原理、主要性能指標(biāo)及設(shè)計(jì)參數(shù)1．1．4．1除霧器的工作原理及主要組成部分濕法煙氣脫硫塔采用的

2、除霧器類型主要有旋流板與波紋板除霧器兩種【71。旋流板除霧器的原理是：氣流穿過旋流板片時(shí)由直線運(yùn)動變?yōu)橐砸欢ㄑ鼋亲餍D(zhuǎn)運(yùn)動的氣流，煙氣中的液滴由于慣性的作用而被甩向外側(cè)匯集，從而達(dá)到截留液滴的目的【251。波紋板除霧器是由外形曲折的葉片以一定的間距(通常20．50mm)疊合而成，葉片之間形成偏折的煙氣通道，當(dāng)含有液滴及顆粒物的煙氣進(jìn)入除霧器葉片間的通道時(shí)，由于流線的偏折，在慣性力的作用下實(shí)現(xiàn)氣液分離，部分液滴撞擊在除霧器葉片上被捕集下來【261，如圖1．3所示。旋流板除霧器由于大量旋流葉片的存在使得在漿液系統(tǒng)中易于堵塞，僅在雙堿法、鎂法等清液環(huán)境的脫硫工

3、藝中有所應(yīng)用。而波紋板除霧器由于具有壓降低，處理量大，抗堵塞能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在大型的煙氣脫硫項(xiàng)目中得到普遍應(yīng)用。波紋板除霧器通常由除霧器本體和沖洗系統(tǒng)【27】兩部分組成，如圖1．4所示。除霧器沖洗系統(tǒng)主要由沖洗泵、沖洗噴嘴、管路、閥門、壓力儀表及電氣控制部分組成，其作用是定期沖洗由除霧器葉片捕集的液滴、粉塵，保持葉片表面清潔，防止葉片結(jié)垢和堵塞，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行，根據(jù)國內(nèi)外脫硫除霧器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)一般采用雙面沖洗的布置形式；除霧器本體由若干個(gè)波形曲線狀的除霧器葉片、卡具、夾具及支架等按一定的結(jié)構(gòu)形式組裝而成，其作用是捕集煙氣中的液滴及少量粉塵，減少煙氣中液滴夾

4、帶。除霧器葉片是組成除霧器的最基本、最重要的元件，除霧器葉片通常由高分子材料，如聚丙烯(PP)、玻璃鋼(FRP)或不銹鋼(316L)等材料制作而成【261，各個(gè)葉片相互平行且保持一定的間距，葉片問的通道構(gòu)成了除霧的有效區(qū)域，其設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到整個(gè)除霧系統(tǒng)能否可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。4。渺。7．。一磬躁。第一章緒論骨氣流方向沖洗系統(tǒng)除霧器本體圖1-3脫硫除霧器工作原理圖圖l_4濕法煙氣脫硫除霧器系統(tǒng)波紋板除霧器葉片種類繁多，按氣體在除霧器葉片通道內(nèi)的流動方向，可分為垂直向上流動和水平流動【4】兩種，前者氣、液呈總體上的逆流，被葉片捕捉到的液滴逐漸向下集聚到底

5、段后返回塔中；后者氣、流呈錯(cuò)流，在葉片拐彎處設(shè)置排液槽收集葉片表面的液滴，后沿槽向下流出從而防止了板面上液滴被氣流再次帶出。按葉片的幾何形狀可分為折線型(a、d)和流線型(b、c)，如圖1．5所示，a型葉片結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于沖洗；b、c型葉片臨界流速高，在大型脫硫設(shè)備中應(yīng)用廣泛；d型葉片因清洗困難，使用場合受限。(a)(b)(c)(d)圖1．5幾種結(jié)構(gòu)形式的除霧器葉片1．I．4．2除霧器的主要性能參數(shù)(1)除霧效率除霧效率是考核除霧器性能的關(guān)鍵指標(biāo)，是指除霧器在任一時(shí)間區(qū)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【26】。除霧器的除霧效率受到煙

6、氣流速，通過除霧器斷面氣流分布的均勻性，葉片型式、間距、轉(zhuǎn)折角度等多種因素的影響。在脫硫工程中，目前主要采用經(jīng)除霧后單位體積煙氣中的霧滴含量來衡量除霧器的性能，一般要求通過除霧器后，煙氣中的殘余水分不超過75mg／Nm3tTl。(2)系統(tǒng)壓降除霧器的系統(tǒng)壓降是指煙氣通過除霧器時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失，系統(tǒng)壓力降越大，能耗越高。除霧器系統(tǒng)壓降的大小主要與煙氣流速，葉片結(jié)構(gòu)、葉片間距及煙氣帶水負(fù)荷等有關(guān)，濕法煙氣脫硫系統(tǒng)除霧器的壓力降一般要求小于200Pa用。東南大學(xué)碩士學(xué)位論文(3)極限液滴粒徑波紋板除霧器是利用液滴的慣性力進(jìn)行分離的，在一定的氣流流速下，粒徑大

7、的液滴慣性力大易于分離，當(dāng)液滴粒徑小到一定程度時(shí)，除霧器對液滴失去了分離能力。除霧器在一定氣流流速下能被完全分離的最小液滴粒徑為除霧器的極限液滴粒徑，一般除霧器極限液滴粒徑越小，除霧器的除霧能力越強(qiáng)。1．1．4．3除霧器的主要設(shè)計(jì)參數(shù)除霧器的設(shè)計(jì)應(yīng)以提高除霧效率和降低系統(tǒng)壓降為目標(biāo)，其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：(1)煙氣流速通過除霧器的煙氣流速應(yīng)高低適宜，煙氣流速過高或者過低都不適合除霧器的正常運(yùn)行。流速過低，液滴的慣性力較小，除霧效果下降；流速過高則會引起水分的二次夾帶，同樣降低除霧效果。造成液滴二次帶水的主要原因有兩個(gè)：一是液滴在碰撞時(shí)的霧化；二是高速煙氣剪

8、切力作用在液膜的自由表面上，造成液膜破裂【2引。為達(dá)到理想的除霧效果，煙氣流速必