喷嘴介绍

喷淋塔的改进思路
主要内容
喷嘴结构
喷嘴布置方式
喷嘴部分
决定喷淋塔液滴分布的关键设备 评价指标：
喷雾粒径；
喷雾粒径的分布特性；
喷雾的空间特性；
其他还有诸如能耗、维修周期等指标
喷淋塔中喷嘴的类型
应用在喷淋塔中的喷嘴的类型主要有普通旋流式喷嘴、螺旋喷嘴、直筒喷嘴和 双空心锥旋流喷嘴 普通旋流式喷嘴 优点： 结构简单； 可整体铸造； 工作阻力小（0.1~0.2MPa）； 雾化粒径分布窄； 缺点： 平均粒径较大； 循环液在出口形成旋流，喷嘴壁面与液体中颗粒 接触时间长，容易磨损； 德国鲁奇能源环保公司采用
喷嘴喷出的液膜的流动状态
在喷淋塔内，由于烟气中二氧化硫的含量相对较少，其本身的通过浓度差发生传递 的动力已经很小，所以要提高传质效率，必须增大传质面积 在低流速下，液体自喷嘴流出后破碎成液滴要经历三个阶段： 液膜——液丝——液滴；如图所示：
接触面积很小，传质效率受到 粘性作用塔内烟气受到液滴向下的作用力因此在远离入口侧的底部区域烟气流动以向下为主因此在底部形成一个很大的漩涡区这个漩涡区一方面裹挟一部分入口烟气循环流动这种循环流动可以使烟气与液滴接触时间变长另一方面也使入口烟气的流动速度得到提高从而使入口丰流烟气在塔横截面上分布更广有助于入口烟气与更多的液滴进行接触因此均有利于脱硫效率的提高但漩涡的存在使入口丰流烟气必须在却较高位置得到扩散使烟气与液滴接触时间变短因此脱硫效率也受到了一定的影响添加喷淋层后烟气在喷淋塔内的流动状况如图塔底部的大漩涡消失烟气在塔内很大部分分布均匀便于脱硫效率因此提出管内的喷嘴布置方式为
继续增大流速，液膜会直接破裂形成 液滴，液丝的形成过程将会消失
液膜破碎的方式主要有波动破裂和穿孔破裂两种，直接影响生成液滴的大小
较低流速下发生，主要发生在速度 小于2.18m/s
较高流速下发生，主要发生在 速度大于2.18m/s
从上面的图片可以看出，波动破裂造成的液滴颗粒比穿孔破裂的要小，故在 设计喷嘴时应使出口液速增大，形成波动破裂 螺旋喷嘴在工业上应用最多，其雾化颗粒较小，传质效率高，但是发生堵塞 后不易清除，同时，产生的液滴有较多小颗粒存在时，较小的颗粒被 烟气夹带至塔的上部,其中一部分可到达出口截面,大部分液滴在冲刷烟气之 后落至浆液池。由轨迹跟踪结果可知,中空锥形的喷嘴设计,可形成伞状的水 帘,有效防止烟气短流。
喷嘴的布置
提高脱硫效率除了提高喷嘴的雾化特性外，喷嘴的布置方式也影响到塔内的脱硫 效率。首先考虑塔内无喷淋时候的烟气流动状况，以太仓发电厂（2×300MW） 为例：
其塔内烟气流动状况为： 由于液滴的粘性作用，塔内烟气受到液 滴向下的作用力，因此在远离入口侧的 底部区域，烟气流动以向下为主，因此 在底部形成一个很大的漩涡区，这个漩 涡区一方面裹挟一部分入口烟气循环流 动(这种循环流动可以使烟气与液滴接 触时间变长)，另一方面也使入口烟气 的流动速度得到提高，从而使入口丰流 烟气在塔横截面上分布更广，有助于入 口烟气与更多的液滴进行接触，因此均 有利于脱硫效率的提高，但漩涡的存在 使入口丰流烟气必须在却较高位置得到 扩散，使烟气与液滴接触时间变短，因 此脱硫效率也受到了一定的影响
直筒式喷嘴 主要应用于液柱塔； 喷嘴出口必须保持高速度，故液体中小颗粒对喷嘴口 的磨损较为严重； 日本的三菱重工和清华大学开发的液柱塔就采用这种 喷嘴。
双空心锥旋流喷嘴 优点： 可在工作压力变化较大的范 围（0.02~1MPa）保持良好 的工作状态： 液滴分布宽且平均粒径小； 缺点： 加工困难； 安装要求高； 美国和德国多采用这种喷嘴。
螺旋喷嘴 优点： 工作阻力低（0.05~0.1MPa）； 大流量下取得较好的雾化效果； 颗粒粒径分布较宽； 缺点： 制造工艺要求高，大批供货量的喷嘴几乎被国外垄断，国 内沈阳星光技术陶瓷有限公司和山东金鸿集团有限公司同 时开发出相关产品，但使用寿命上存在差异；
由于螺旋式喷嘴良好的雾化效果，在工业中应用很广
添加喷淋层后，烟气在喷淋塔内的流动状况如 图，塔底部的大漩涡消失，烟气在塔内很大部 分分布均匀，便于脱硫效率
因此提出管内的喷嘴布置方式为： 在最下层喷淋层设置一层使喷嘴向下，以便消除底部漩涡； 在其他喷淋层的喷嘴均向上，增加液滴停留时间，同时，若有颗粒较大的 液滴，在上升到动能为0的位置后向下坠落，与上升的液滴碰撞，破碎成小 液滴，增大传质表面积。