旋流板塔说明.doc

旋流板除尘脱硫设备设计说明书 一、旋流板塔 旋流板塔1974年首次用于碳铵干燥尾气回收以来，已广泛用于中小氮肥厂的半水煤气脱硫(H2S)塔，饱和热水塔，除尘、冷却、冷凝塔等，也用于环保行业脱除烟气和废气中的飞灰、NO 、SO2、H2S及铅汞蒸汽等，取得了很大的经济效益和社会效益，获得1978年全国科学大会奖和1984年国家发明奖。至90年代，在国家自然科学基金和省自然科学基金的资助下，对旋流塔板上的气液运动，传质效率进行了深入的研究，又获得了化工部1983年科技进步二等奖，国家教委1996年科技进步三等奖。 自80年代后期开始，旋流塔开始用于烟气的脱硫除尘研究，在实验室和小型锅炉的工业化实验中，重点在除尘，脱硫，除雾和脱硫剂及工程性问题进行了研究。旋流板塔脱硫技术作为一种实用可靠的脱硫除尘技术，具有投资和运行费用低，占地面积小，管理和维护方便等特点，现已推广用于火电，热电，冶金等行业的烟气脱硫除尘和其他工业废气治理。锅炉及煤窑等工业废气的处理上、在0.1μm到300μm粒径范围内能有效除尘效率接近电除尘等传统高效除尘器旋流板塔为圆柱塔体，塔内装有旋流塔板。工作时，烟气由塔底向上流动，由于切向进塔，尤其是塔板叶片的导向作用而使烟气旋转上升，使在塔板上将逐板下流的液体喷成雾滴，使气液间有很大的接触面积;液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气夜间的接触，最后甩到塔壁上沿壁下流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。如上所述，液体在与气体充分接触后又能有效的分离---避免雾沫夹带，其气液负荷比常用塔板大一倍以上。又因塔板上液层薄，开孔率大而使压降较低，达同样效果时的压降约低一半，因此，综合性能优于常用塔板。 由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2被碱性液体吸收（脱硫）的效果好；旋流板塔同时具有很好的除尘性能，气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附而除去，此外，尘粒及雾滴受离心力甩到塔壁后，亦使之被粘附而除去，从而使气流带出塔的尘粒和雾滴很少。 对斯托克斯范围的粒子，无因次的惯性碰撞参数，即斯托克斯准数：Dc 式中：——粒子直径，m； ——粒子的密度，kg/m3； ——在流动方向上粒子的速度，m/s； ——液滴的速度，m/s； ——气体的粘度，Pa?s； ——Cunningham修正系数。 由上式可知，当颗粒直径和密度确定以后，碰撞系数与液滴和颗粒的相对速度成正比，与液滴的直径成反比。所以对于给定的烟气系统，提高除尘效率的有效途径就是提高气、液相对速度和减小液滴的直径。但液滴直径也不宜太小，太小有可能随气流一起运动，反而减小了气、液相对速度。经研究显示，液滴直径在300μm -500μm为宜。捕集效率可以根据惯性碰撞参数进行计算： 式中：K——关联系数，取决于设备几何结构和系统操作条件； L——液气比，L/1000m3气体。 可见，湿式除尘效率随碰撞参数的增大而增大，并与液气比成正比。所以，适当提高供液量可以提高除尘净化效率，但供液量的提高，也将使除尘器耗水量增加，并使旋流装置因持液量的增加而增大阻力，我厂在实际设计中，在阻力损失允许的范围内设计喷淋系统,在喷淋覆盖区域达到150%以上时，除尘器实际碰撞除尘效率大约为44%。 2、旋风分离效率模型 旋风分离是一种使含有固体颗粒的气体旋转，并依靠离心力达到气固分离的装置。单一的旋风除尘器除尘效率不高，现在的旋流板除尘器是把旋风除尘技术和其他形式的除尘技术组合起来具备高效净化效率的除尘设备，又理解为湿式多旋风除尘器。我厂在湿式除尘脱硫工艺中应用旋风除尘技术，把旋风分离机理和湿式碰撞机理相结合，不但有助于提高除尘效率，也把旋流装置科学应用于湿法除尘脱硫中的烟气脱水装置，取得良好的经济效益和实际效益。 假设切向进风旋风除尘器筒体直径为D，进气口尺寸为a×b，排出管直径为De。 其中：，，； 式中：T——气体温度，K； Q——气体流量，m3/s； di——粒子直径，μm。 dm——粉尘质量分布中位径 σ——粉尘质量分布标准差 对于给定的气体和入口粉尘质量粒度频率分布，分别给出不同的结构尺寸，可用该式估算除尘效率，用于指导除尘器设计，实际运行中第一层除尘效率35%左右，因除尘后单位体积内烟气有效质量降低导致除尘效率下降而出现逐层分离效率降低的特点，我厂设计除尘器旋风分离综合效率为80%以上。 综合湿法碰撞除尘效率与旋风分离效率估算该双塔结构旋流板除尘器综合除尘效率大于99%。 四、主要材料防腐防损设计 1、塔体部分 由于吸收塔本体不同部位及零部件承受多种多样的化学品、温度、湿度的腐蚀和烟尘、浆液的冲刷、磨损等苛刻的工况条件，要求采用相应的既防腐又耐磨损耐冲刷的材料。 目前，国际上用于FGD的防腐材