并列組合旋流板除霧器

王志雅

（上海互聯環保工程技術中心，上海市 200086）

并列組合旋流板除霧器

王志雅

（上海互聯環保工程技術中心，上海市 200086）

針對大型塔器的塔頂旋流板除霧器，推薦并列組合旋流板除霧器方案，并列舉工程實例說明。

旋流板；；除霧器；并列組合

旋流板除霧器具有分離效率高、阻力小、不易堵塞等優點，已在廣泛的領域得到應用。旋流板是利用離心力造成液粒從氣流中分離的，而液粒所受離心力的大小同旋轉半徑成反比例，半徑越大離心力越小，分離效果越差。也就是說，直徑小的旋流板比直徑大的旋流板分離效果好。所以，旋流除板霧器直徑不宜過大。同樣的道理，旋風分離器的直徑也不宜過大，公認其直徑的上限為2m。雖然旋流板除霧器還沒有公認的直徑上限之說，但筆者認為最好在2 m之內，不應超過3 m。

現在大型塔器越來越多，例如許多石油化工、煤化工的塔器直徑都在4 m以上，環保領域煙氣脫硫的吸收塔直徑甚至達到15 m，如果塔頂氣液分離想采用旋流板除霧器怎么辦？有人提出一種“雙程旋流板”［1］［2］甚至“多程旋流板”結構概念，對于吸收板，雙程或者多程可以解決一些結構方面的問題。但是對于除霧板而言，雙程或者多程結構改變不了直徑過大則分離效果不佳的規律。

筆者提出并列組合旋流板除霧器解決方案［3］［4］，對于大直徑塔器使用的旋流板除霧器，采用多個小直徑旋流板除霧器并列組合而成的方案，詳見圖1。由于化工塔器空塔氣速通常都在1 m／s以下，用于煙氣脫硫的空塔噴淋吸收塔的氣速高的也在3．5 m／s以下，而旋流板除霧器的工作原理要求通過旋流板的氣速則要大得多，所以一般來說，采用多個小直徑旋流板除霧器并列組合的方案，在平面布置方面是不難實現的。下面列舉兩個工程實例具體說明。

圖1 并列組合旋流板除霧器示意圖

實例一：某焦爐煤氣冷卻除萘工序的核心設備為預冷油洗萘塔，規格為DN 4 500×35 600，分成兩段。下段為預冷段，是一弓形篩板塔，用氨水冷卻煤氣。上段為洗萘段，是一填料塔，用洗油吸收煤氣中的萘。運行中，下段的氨水不允許帶到上段破壞洗油，上段的洗油也不允許隨煤氣帶出塔外。煤氣自下段進入上段設置4個DN1000升氣帽，每個升氣帽中安置一塊旋流除霧板分離煤氣中夾帶的氨水。煤氣出塔前同樣通過并列組合旋流板除霧器除去其中的洗油霧沫，由4個DN 1000旋流板除霧器組成。上下共8個除霧器旋流板規格相同。具體參數是：煤氣重度0．59 kg／m3、總氣量41400 m3／h、單板氣量10350 m3／h，選取氣體穿孔動力因子為13 kg 0．5／m 0．5 s，由此計算得旋流板開孔面積為0．170 2 m2，進而確定旋流板幾何參數：葉片外徑（罩筒內徑）為975 mm、盲板直徑為595 mm、葉片數為18片、葉片厚度為4 mm、葉片仰角為25°、葉片徑向角為－37．6°。這臺預冷油洗萘塔1994年投產，至2010年工廠關閉，一直運行正常。

實例二：某化工廠廢氣氨法脫硫吸收塔，空塔噴淋塔型，規格為DN 4 400×31 000，排氣溫度50℃，排氣量155 000 m3／h。塔頂除霧裝置采用高效率低阻力的旋流板除霧器，由于塔徑過大，不宜采用單塊旋流除霧板，確定使用由4個旋流除霧器單元組成的并列組合旋流板除霧器，平均每個除霧器單元通過的氣量為38 750 m3／h。考慮到此脫硫裝置有較低負荷工況，選取氣流穿孔強度因子偏于上限，為17 kg 0．5／m 0．5 s，由此計算得旋流板開孔面積為0．645 7 m2，進而確定旋流板幾何參數：葉片外徑（罩筒內徑）為1 500 mm、盲板直徑為630 mm、葉片數為30片、葉片厚度為4 mm、葉片仰角為30°、葉片徑向角為－24．9°。這臺設備2012年底投入使用以來，運行情況良好，其除霧器分離效果和壓力降指標均實現了預期要求。設計時對每一個除霧器單元均設置了清水定期沖洗裝置，運行后，從除霧器壓降判斷從未出現過需要沖洗的情況，因此，沖洗裝置沒有投入使用過。說明該除霧器在這種工況條件下不會發生堵塞問題。

［1］孫文壽．雙程旋流板分離器三維流場研究［J］．高校化學工程學報，2006，20（6）：882－887．

［2］張曼玲．脫硫塔雙程旋流板結構及其設計方法探討［J］．環境保護科學，2006，32（6）：7－9．

［3］王志雅．旋流除霧板在“氨苯回收”中的應用［J］．上焦科技，1995，（5）：18－25．

［4］王志雅．并列組合旋流板除霧器：中國，201220723758．4［P］．2013－6－12．

Parallel combined whirlwind plate demister

Wang Zhi-ya
（Shanghai Internet Environmental Technology Center，Shanghai 200086）

Recommended parallel combined whirlwind plate demister scheme，about whirlwind plate demister in the top of the large tower．And combine the project instance，carry on comparative analysis．

whirlwind plate；demister；parallel-combined

TQ053．5

B

1003-6490（2015）05-0015-02

2015－01－30

王志雅（1946－），男，江蘇南京人，高級工程師，長期在化工企業及設計院從事化工設備及壓力容器設計工作，近年研究方向為煙氣脫硫等環保工程的設計及總承包管理。E-mail：wangzhiya6868＠163．com。