吸收塔除霧器的選型與設計

李用芝　梁霏飛

摘 要：SO2會造成大氣污染，為了控制空氣中的SO2含量，必須采取有效脫硫工程來除去硫的成分，石灰石-石膏濕法脫硫工程是目前比較常用的有效脫硫系統工程，吸收塔是石灰石—石膏濕法脫硫工程中的主要設備，除霧器是吸收塔內的關鍵部件，除霧器的設計和選擇對脫硫效果起著至關重要的作用。該研究者介紹了各種型式的除霧器及它們適用的工況，除霧器的主要設計指標參數情況，最后總結出目前常用的除霧器結構形式，在特殊情況下選擇的除霧器結構形式，為除霧器的設計和施工提供了參考。

關鍵詞：吸收塔 除霧器 濕法脫硫 設計

中圖分類號：X70 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（a）-0104-01

SO2是造成大氣污染的主要來源之一，電廠煙氣中含有大量的SO2，因此，必須采取有效的脫硫系統來控制煙氣中的SO2含量。吸收塔是脫硫系統工程中的核心裝置，它是利用石灰石—石膏濕法來脫去煙氣中二氧化硫氣體的重要設備，而除霧器是吸收塔內件的主要部件之一，除霧器的選型和設計對整個脫硫系統起著至關重要的作用。

1 除霧器的類型

1.1 根據結構形式不同分為以下幾種型式

水平氣流除霧器：安裝在吸收塔水平出口煙道內，適用于水平氣流的氣液分離，有更高的臨界攜帶速度，使在水平煙道截面積較小情況下安裝除霧器成為可能，極限霧滴顆粒尺寸小，能達到17μm。

平板式除霧器：安裝在吸收塔內的頂部，兩層除霧器，每層都帶有自己的沖洗系統，需要兩層支撐梁，適用于垂直氣流的氣液分離。

屋脊式除霧器：安裝在吸收塔內的頂部，適用于垂直氣流的氣液分離。優點如下。

（1）吸收塔內的除霧器支撐梁由兩層減少為一層；

（2）除霧器結構緊湊，降低了吸收塔高度（比平板式低約1.5～2.0m）；

（3）沖洗效果更好，不易發生葉片堵塞；

（4）更高的臨界攜帶速度（7.2m/s），減小了吸收塔直徑；

（5）沖洗系統（包括沖洗管的支撐結構）被完美得整合進除霧器；

（6）安裝方便，除霧器的安裝支撐梁可用于維修行走使用，檢修和維護更加安全和容易。

平板式除霧器結構簡單，制造方便，價格便宜，屋脊式除霧器除有上述優點外，其價格比較昂貴。

1.2 根據氣流方向不同分為以下幾種型式

折流板除霧器：利用擋板表面和液滴相互撞擊之后而將液滴凝聚在一起。氣體通過彎曲的擋板，流動線型也隨著多次改變，而液滴則因為慣性原因被撞擊在擋板上而聚集下來。一般情況下，相鄰兩片折流板的間距為20～30mm。安裝方式不同，氣體流速也不盡相同，水平安裝時，氣體流速為6～10m/s，垂直安裝時，氣體流速為2～3m/s。但如果氣體流速過高時就會產生二次夾帶的現象。

旋流板除霧器：氣流在通過除霧器板片間的空隙時就會變為旋轉氣流，氣流中的液滴會因為慣性作用以一定的角度向上作螺旋運動并且被射到外側，最后在溢流槽內匯集，從而達到除霧效果，除霧效率也會到90%～99%。

2 除霧器的主要設計指標

2.1 沖洗覆蓋率

A -為除霧器有效通流面積（m2），

h -為沖洗噴嘴距除霧器表面的垂直距離（m），

一般沖洗覆蓋率選在100%～300%之間。

2.2 除霧器沖洗周期

沖洗周期是指除霧器每次沖洗的時間間隔。由于除霧器沖洗期間會導致煙氣帶水量加大，沖洗周期不能太過頻繁。但如果沖洗周期間隔太長，會造成結垢現象。具體的除霧器沖洗周期還要根據吸收劑和煙氣特征而定。

2.3 除霧效率

除霧器在單位時間內收集到的液滴質量與進入除霧器液滴質量的比值。除霧效率主要受以下的因素的影響：葉片結構、葉片間距、除霧器的布置結構、氣流分布在除霧器斷面的均勻性、煙氣流速等。

2.4 系統壓力降

除霧器通道內煙氣產生的壓力損失。壓力降的數值主要與葉片結構、煙氣帶水量、煙氣流速、葉片間距等因素有關。除霧器的葉片上結垢比較嚴重時系統壓力降就會大大地增加，能耗也會隨著系統壓力降的增大而增多。一般了解系統運行狀態是通過測量壓力降的方法，根據壓力降的變法及時發現問題并解決問題。

2.5 煙氣流速

煙氣通過除霧器截面的流速過高或者過低對除霧效率都有不利的影響。太高的煙氣流速就會容易形成二次帶水，除霧效率也會降低，高系統流速阻力變大，能耗增加。煙氣流速過低，同樣對提高除霧效率不利，使氣液分離更加困難。根據葉片結構型式和布置方式不同，煙氣流速的設計值一般在3.5～5.5m/s之間，接近于煙氣的臨界流速。

2.6 除霧器葉片間距

除霧器葉片間距大小對除霧效率及系統運行穩定都非常重要。葉片間距如果太小，能耗就會越大，沖洗效果也會下降，而且葉片容易形成結垢，造成堵塞，系統停運；葉片間距如果太大，煙氣帶水就會過多，除霧效率也就越低，風機更容易產生故障，系統也會更容易停運。所以在設計中，葉片間距一般取20～95mm。目前最常用的除霧器葉片間距在30～50mm。

2.7 除霧器沖洗水壓

除霧器沖水壓與除霧器噴嘴的結構特征、噴嘴和除霧器的間距等有關。沖洗水壓太低的話，沖洗的效果就很差，沖洗水壓太高時，會使煙氣中的帶水量增加，而且也使葉片的使用壽命降低。

2.8 除霧器沖洗水量

除霧器沖水量不僅要滿足除霧器本身的需求，還要滿足平衡系統水的要求，具體沖水量是要根據工況的實際條件而定，有的工況是采用長時間小水量沖洗，有的工況是采用短時間大水量沖洗，通常，除霧器截面上的瞬時沖水量為1～4m3/m2.h。

3 結語

除霧器一般是二級除霧器，通常設置在兩個位置：一是在氣流垂直布置、低流速工況下，設在吸收塔內的頂部；二是在氣流水平布置、高流速工況下，設在吸收塔出口煙道內。除霧器設置沖洗水管，進行間歇式沖洗除霧器。

濕法煙氣脫硫工程吸收塔目前主要采用平板式、折流板除霧器，如果工程對吸收塔高度有限制要求，也會考慮選用屋脊式除霧器。

參考文獻

[1] 劉麗，張志峰.濕法脫硫常見問題的分析[J].科技風，2010（13）：265.

[2] 呂留根.濕法煙氣脫硫除霧器系統特性研究[D].南京：南京師范大學，2008.

[3] 劉卓衢.活性炭煙氣脫硫制硫酸（30kt/a）系統研究與設計[D].成都：四川大學，2007.

[4] 陳謙，周明.600MW機組脫硫吸收塔除霧器改型淺析[J].科技風，2014（4）：7.