旋流板塔说明

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(H

2

S)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

x 、SO

2

、H

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S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，旋流板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。

我公司选用运用湿法一体化脱硫除尘的旋流板麻石除尘器，依据多年生产经验进行的多次技术改进，不断改善其脱硫除尘效率，解决多个湿式脱硫除尘常见技术难题，在高效性、经济性、实用性等方面有显著突破，我厂生产的旋流板除尘器脱硫效率可达90%以上，除尘效率在98%以上，其中高配置不锈钢旋流板麻石除尘器除尘效率可达99.5%以上，在大型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、布袋除尘等传统高效除尘器。

在设计上突出旋流塔板脱硫除尘技术高效、低阻的传质特性，结合最成熟的湿法脱硫工艺，大大提高脱硫效率，已成功应用于120t/h燃煤大中型锅炉脱硫除尘项目。

二、主要工作原理及技术特点

旋流板塔通常为圆柱塔体，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。循环液由除尘器外部循环水管进入内壁，由雾化喷头在旋流上形成均匀

充分反应形成可分布的雾滴与烟气充分接触，形成极大的相际接触界面，与SO

2

溶性酸式盐或沉淀（根据所选脱硫剂而不同），同时较大的尘粒在离心力作用下被除去，较小的尘粒受到雾滴的碰撞与拦截，以及受到多次的布朗扩散等作用而凝聚成较大的尘粒而被甩至塔壁，下流经过清灰口排入沉灰池。

由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO

被碱性液体吸收（脱硫）

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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。旋流板塔主要技术特点：

1. 占地面积小，投资少；

2. 除尘年需运行成本近似等于水泵电费，设备增加运行成本主要为脱硫药剂费。

3. 除尘脱硫效率高，除尘效率为95%以上，脱硫效率可达90%以上；

4. 用麻石作为主体材料，供水管使用不锈钢水管，除尘器使用寿命长；

5. 除尘脱硫器阻力小，阻力为800~1200Pa；

6. 对水质要求低，除尘脱硫用水可循环使用，达到高脱硫效率、低运行成本；

7. 可选用工业废碱、废水、石灰进行脱硫，降低运行成本。

8．进液量少，一般气液比1 L/m3左右，根据实际设计为0.6-3L/m3；

9．脱水效果99%以上，引风机不带水；

10．维护保养方便，旋流板装拆方便；在塔顶及每层旋流板上方均设有检修孔，可设检修平台、爬梯等辅件设施，方便日常检修。

11．处理效果好，排放达标；运行费用低；操作简单；安全可靠。

12．无二次污染，脱硫除尘使用水循环系统，脱硫碱性液体循环过程中不流失、不外排。

三、除尘机理

1、湿法碰撞理论

旋流板麻石除尘器除尘的机理其一是液滴与尘粒之间的惯性碰撞和拦截作用，碰撞除尘效率取决于气液的相对速度，相对速度越大，碰撞除尘效率越高，为获得较大的相对速度来提高碰撞除尘效率有设计时提高空塔气速和提高喷淋液滴速度两种方式，而空塔气速的提高会导致烟气通过速度加快，塔内气液接触时间减少，降低脱硫效率。因此旋流板塔作为脱硫塔使用空塔气速一般控制在

1.25-

2.25m/s 左右，作为除尘脱硫塔空塔气速一般控制在2.25-

3.4m/s 左右，考虑阻力因素，同等液气比的情况下，不改变喷淋布液前提下，置换低压高效雾化喷头，以获取最大喷淋液滴速度除尘和最佳雾化效果。

为了方便地考虑颗粒、液滴与气流性质对碰撞的影响，假设：含尘气体在运动中与液滴相遇，在液滴前Xd 处气流开始改变方向，绕过液滴流动，而惯性较大的颗粒将继续保持原来的直线运动趋势，颗粒运动主要受两个力的支配，一个是本身的惯性力，另一个是周围气体对它的阻力。定义颗粒从脱离流线到惯性运动结束时候所移动的距离为粒子的停止距离Xs ，若Xs 大于粒子开始偏离流线那一点至液滴的距离Xd ，颗粒就会和液滴发生碰撞。定义Xs 与液滴直径Dc 的比值为惯性碰撞参数：

N 1Xs =Dc

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：D c

式中：p d ——粒子直径，m ； p ρ——粒子的密度，kg/m 3；

p u ——在流动方向上粒子的速度，m/s ；

D u ——液滴的速度，m/s ；

μ——气体的粘度，Pa •s ；

S t 1C 22X S =2N ==D 9Dc

()D p p p d u u C μρ-