除雾器的选型
脱硫除雾器选型指南——板片结构篇1
脱硫除雾器选型指南——板片结构篇1
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除雾器板片是组成除雾器的最基本、最重要的元件，其性能的优劣对整个除雾系统的运行有着至关重要的影响。
除雾器板片通常由高分子材料（如聚丙稀PP、FRP等）或不锈钢（如316L、317L等）2大类材料制作而成。
目前武汉博惠公司将除雾器常用板片结构按几何形状可分为以下几类，a、流
线型2通道不带钩板片，b、流线型2
通道带钩板片，c、折线型2通道板片，
d、折线型3通道板片。
各种结构的除雾
器板片的特点：a型板片在效率和清洗介
于b、c型之间；b型效率高，易结垢，c型板片效率稍低，清洗容易；a、b和c目前在大型脱硫设备中使用较多；d型板片除雾效率高，但清洗困难，使用场合受限制。
效率高低：b>d>a>c，易于清洗：c>a>b>d，在综合考虑效率和清洗难易，武汉博惠一般选择a、b型板片，然而b型板片的结构却存在一个致命的弱点——易结垢，故在易结垢的脱硫工艺中，a型板片则成为了我们最理想的选择。
据统计分析，仅石灰石膏法的脱硫系统后期改造维护项目80%都采用a型板片结构。
除雾器的选型
除雾器的选型为了提高除雾效果,一般采用两级叶片,第一级为粗除,第二级为精除。
屋脊型除雾器布置在烟气垂直流动的吸收塔上层,多采用单层梁支撑两级叶片的固定方式。
但为了检修方便,也有用户要求用两层梁支撑。
平板型除雾器可以布置在烟气垂直流动的吸收塔内,也可以布置在烟气水平流动的烟道中,一般采用双层梁支撑或固定。
屋脊型除雾器的优点是烟气通过叶片法线的流速要小于塔内水平截面的平均流速,这样,即使塔内烟气流速偏高,在通过除雾器时,由于流通面积增大而使得烟气流速减小。
但是,由于屋脊型除雾器需要在吸收塔的截面上留出矩形通道,而吸收塔是圆形的,所以部分面积需要用盲板封起来,从而部分抵消了一部分优势。
另外,屋脊型除雾器的结构较平板型除雾器更稳定,可以耐受的温度较高,因此,当脱硫系统不设GGH时,建议采用屋脊型除雾器。
单层梁的屋脊型除雾器高度一般为2 850mm,而两级平板型除雾器高度为3 230mm,即单层梁的屋脊型除雾器占用空间较小。
但是,考虑到减小携带水量,通常要求烟气在除雾器叶片以上1m 处开始改变流向和提高流速,这样可以使大的颗粒落回到除雾器。
如果加上这预留的1m空间,屋脊型和平板型除雾器占用总空间接近。
另外,从经济角度分析,平板型除雾器的成本比屋脊型稍低一些,所以,一般情况下最好选择平板型,只有在烟温相对较高时,为了提高安全性才选择屋脊型除雾器。
3结垢原因分析及冲洗系统设计3. 1结垢原因分析(1)吸收剂浆液附着于除雾器叶片上。
SO2溶于水的电离产物主要是H+和HSO3 - ,为了促进SO2的吸收和溶解,采取了2种措施:加入石灰石以中和溶液中的H+ ;向浆池中鼓入过量空气,以促进石膏的形成和结晶。
吸收塔底部的石膏浆液与新鲜的石灰石浆液混合后由喷嘴喷出,与烟气充分接触后,其中很小一部分被烟气携带附着于除雾器的叶片或其他零部件上。
如果浆液在叶片上停留的时间较长,就会在叶片表面形成垢层。
(2)吸收剂过量。
过量的吸收剂会导致溶液中钙离子浓度过高,过饱和度增大,结垢加快。
烟气除雾器对比
折流板式除雾器（图片可以放大观看）图
片
展
示
工作原理脱硫后的烟气以一定的速度流经除雾器，烟气被快速、连续改变运动方向，因离心力和惯性的作用，烟气内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至浆液池内，实现了气液分离，使得流经除雾器的烟气达到除雾要求后排出。
管束式除雾器（图片可以放大观看）烟气通过旋流子分离器，产生高速离心运动，在离心力的作用下，雾滴与尘向筒体壁面运动，在运动过程中相互碰撞、凝聚成较大的液滴，液滴被抛向筒体内壁表面，与壁面附着的液滴层接触后一同落入浆液，实现雾滴与尘的脱除。
分离器之间设置导流环，提升气流的离心运动速度，并维持合适的气流分布状态，以控制液膜厚度，控制气流的出口状态，防止液滴的二次夹带。
湿式电除尘（雾）（图片可以放大观看）
通过静电控制装置和直流高压发生装置，将交流电变成直流电送至除雾装置中，在电晕线(阴极)和酸雾捕集极板(阳极)之间
形成强大的电场，使空气分子被电离，瞬间产生大量的电子和正、负离子，这些电子及离子在电场力的作用下作定向运动，构成了捕集酸雾的媒介。
同时使酸雾微粒荷电，这些荷电的酸雾粒子在电场力的作用下，作定向运动，抵达到捕集酸雾的阳极板上。
之后，荷电粒子在极板上释放电子，于是酸雾被集聚，在重力作用下流到除酸雾器的储酸槽中，这样就达到了净化酸雾的目的。
大观看）。
吸收塔除雾器的选型与设计
吸收塔除雾器的选型与设计作者：李用芝梁霏飞来源：《科技资讯》 2015年第4期李用芝梁霏飞(中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉 430064)摘要:SO2会造成大气污染,为了控制空气中的SO2含量,必须采取有效脱硫工程来除去硫的成分,石灰石-石膏湿法脱硫工程是目前比较常用的有效脱硫系统工程,吸收塔是石灰石—石膏湿法脱硫工程中的主要设备,除雾器是吸收塔内的关键部件,除雾器的设计和选择对脱硫效果起着至关重要的作用。
该研究者介绍了各种型式的除雾器及它们适用的工况,除雾器的主要设计指标参数情况,最后总结出目前常用的除雾器结构形式,在特殊情况下选择的除雾器结构形式,为除雾器的设计和施工提供了参考。
关键词:吸收塔除雾器湿法脱硫设计中图分类号:X70 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)02(a)-0104-01SO2是造成大气污染的主要来源之一,电厂烟气中含有大量的SO2,因此,必须采取有效的脱硫系统来控制烟气中的SO2含量。
吸收塔是脱硫系统工程中的核心装置,它是利用石灰石—石膏湿法来脱去烟气中二氧化硫气体的重要设备,而除雾器是吸收塔内件的主要部件之一,除雾器的选型和设计对整个脱硫系统起着至关重要的作用。
1 除雾器的类型1.1 根据结构形式不同分为以下几种型式水平气流除雾器:安装在吸收塔水平出口烟道内,适用于水平气流的气液分离,有更高的临界携带速度,使在水平烟道截面积较小情况下安装除雾器成为可能,极限雾滴颗粒尺寸小,能达到17μm。
平板式除雾器:安装在吸收塔内的顶部,两层除雾器,每层都带有自己的冲洗系统,需要两层支撑梁,适用于垂直气流的气液分离。
屋脊式除雾器:安装在吸收塔内的顶部,适用于垂直气流的气液分离。
优点如下。
(1)吸收塔内的除雾器支撑梁由两层减少为一层;(2)除雾器结构紧凑,降低了吸收塔高度(比平板式低约1.5～2.0m);(3)冲洗效果更好,不易发生叶片堵塞;(4)更高的临界携带速度(7.2m/s),减小了吸收塔直径;(5)冲洗系统(包括冲洗管的支撑结构)被完美得整合进除雾器;(6)安装方便,除雾器的安装支撑梁可用于维修行走使用,检修和维护更加安全和容易。
除雾器主要性能参数
除雾器性能参数1.主要性能参数(1) 除雾性能除雾性能可用除雾效率来表示。
除雾效率指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。
除雾效率是考核除雾器性能的关键指标。
影响除雾效率的因素很多，主要包括：烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。
对于脱硫工程，目前用于衡量除雾性能的参数主要是除雾后烟气中的雾滴含量。
一般要求，通过除雾器后雾滴含量一个冲洗周期内的平均值小于75mg/Nm3。
该处的雾滴是指雾滴粒径大于15μm的雾滴，烟气为标准干烟气。
其取样距离为离除雾器距离1-2m的范围内。
目前国内尚无脱硫系统除雾器性能测试标准,在除雾器出口烟道上用烟气采样仪采集烟气,记录采样时间,同步测量烟气流速、标准干烟气量、烟温、烟气含湿量、烟气含氧量等。
在除雾器出口,用带加热采样管和尘分离器的标准除尘设备对气体进行等速采样。
采样体积为5m3,采样后用超纯水对采样管和采样设备进行反复冲洗,洗液倒入250ml容量瓶中定容。
混匀后用EDTA法测定Mg2+含量。
用稀释的高氯酸和超纯水对采样后的微纤维过滤器进行反复冲洗,洗液用慢速厚型定性层析滤纸过滤到250ml容量瓶中,定容。
混匀后用EDTA法测定Mg2+含量。
另取1个新的微纤维过滤器作空白样。
用烟尘采样仪测定吸收塔进口烟尘浓度,然后计算除雾器出口液滴质量浓度。
(2)压力降压力降指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失，系统压力降越大，能耗就越高。
除雾系统压降的大小主要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。
当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高，所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态，及时发现问题，并进行处理。
湿法脱硫系统除雾器的压力降一般要求小于200Pa。
2.除雾器的特性参数(1)除雾器临界分离粒径波形板除雾器利用液滴的惯性力进行分离，在一定的气流流速下，粒径大的液滴惯性力大，易于分离，当液滴粒径小到一定程度时，除雾器对液滴失去了分离能力。
除雾器
除雾器百科名片除雾器主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。
目录简介除雾器系统由除雾器本体及冲洗系统组成。
具体为二级除雾器本体、冲洗水管道、喷嘴、支撑架、支撑梁及相关连接、固定、密封件等组成。
除雾器国家标准：HG/T21618-1998是替代在原工部标准（HG5-1404-81、HG5-1405-81、HG5-1406-81）的基础上，结合除雾器实际使用经验及引进装置中的先进技术修定而成，将愿三个标准合并为一个标准，只分上装式、下装式。
型号规格：上装式、下装式，DG200-DG6400及各种非标除雾器。
用途除雾器用于分离塔中气体夹带的液滴，以保证有传质效率，降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作，一般多在塔顶设置除雾器。
可有效去除3--5um的雾滴，塔盘间若设置除沫器，不仅可保证塔盘的传质效率，还可以减小板间距。
所以除雾器主要用于气液分离。
亦可为空气过滤器用于气体分离。
此外，丝网还可作为仪表工业中各类仪表的缓冲器，以防止电波干扰的电子屏蔽器等。
湿法脱硫，吸收塔在运行过程中，易产生粒径为10--60微米的“雾”，“雾” 不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等。
如不妥善解决，任何进入烟囱的“雾”，（脱硫系统三维仿真图）实际就是把SO2排放到大气中，同时也造成风机、热交换器及烟道的玷污和严重腐蚀。
因此，湿法脱硫工艺上对吸收设备提出除雾的要求，被净化的气体在离开吸收塔之前要除雾。
除雾器是FGD系统中的关键设备，其性能直接影响到湿法FGD系统能否连续可靠运行。
除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运，甚至可能导致整个机组（系统停机）。
除雾器的布置形式最常见的有平板式布置和屋顶式布置。
结构除雾器除雾器主要是由丝网、丝网格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成，丝网为各种材质的气液过滤网，气液过滤网是由金属丝或非金属丝组成。
硫酸装置(硝酸装置)除沫除雾器采用丝网、纤维、电捕、羽叶内件设计选型方案
硫酸装置（硝酸装置）除沫除雾器采用丝网、纤维、电捕、羽叶内件设计选型方案诺卫能源技术（北京）有限公司国内矿石制酸和硫磺制酸的硫酸装置很多，不少硫酸企业不时遭遇除沫除雾分离问题困扰。
最近，也有不少打算新上马酸性气制酸的企业和设计方，在寻求更适宜的硫酸装置除沫除雾分离方案。
从目前侧重统计的以矿石制酸和硫磺制酸企业采用的除沫除雾分离器类型看，主要以金属丝网、非金属纤维等传统类型为主。
也有企业采用旋流板、羽叶除沫除雾分离器的，主要是石化、煤化工、精细化工等中高端产业行业。
行业间有必要横向交流，相互吸取经验教训，完善提升。
简单从硫酸装置在国内发展时间来看，可以划到成熟技术的传统产业，国内有几十家单位能进行系统设计，有数十上百套大小装置在运行。
但是，传统产业装置技术，如能从其他行业间吸收完善，会勃发新的生机。
比如，针对酸性气与硫膏混合制酸工艺在传统硫酸工艺基础上进行完善创新，以其特色工艺包向国内打算新上马硫酸装置的企业进行推广。
从现有硫酸装置看，除沫除雾分离器主要用在干燥、吸收和尾气处理等环节。
在干燥环节，传统的除沫内件往往选择丝网式。
主要是考虑到进气可能因各种因素，而挟带粉尘、盐泥甚至液固台硫磺，会对除沫内件造成堵塞，需要及时清堵甚至定期不定期更换丝网除沫内件。
往往采用造价较低、孔隙率较高的金属丝网除沫器。
尤其在硫酸生产规模较小一些的装置和矿石制酸装置上多选用。
据说，有的企业因装置运行故障，因堵塞产生的除沫器运行压降达到10kPa，生产肯定会收到严重影响。
也听说更早的硫铁矿制酸装置，或者由于频繁堵塞原因，甚至在干燥单元没有用除沫器。
如果在干燥单元不采用除沫器，其进塔风机和出塔风机的腐蚀情况和维护检修成本，不会低，顺产率不会高。
在吸收环节和尾气处理环节，传统的除沫内件往往选择非金属纤维式。
主要是考虑到进气可能不含颗粒物和粘稠物质而没有对除沫内件造成堵塞之虞，往往采用编制成型致密性更高、孔隙率更低的纤维除沫内件。
除雾器设计所需的数据参数：
除雾器设计所需的数据参数：烟气量吸收塔直径烟气入口温度粉尘含量杂质成分及含量锅炉常规工作状态烟囱高度脱硫工艺支撑梁数量支撑梁间距人孔大小除雾器优化设计后所得到的相关参数：除雾器组装直径一级除雾器板片间距一级除雾器板片结构形式一级除雾器组件尺寸二级除雾器板片间距二级除雾器板片结构形式二级除雾器组件尺寸除雾器的设计直接影响到脱硫系统的脱硫效率。
除雾器的结构我们所说的除雾器主要指火电厂脱硫吸收塔中的除雾器除雾器包括除雾器本体，除雾器冲洗系统两大部分。
除雾器本体一般分为2层（即上下层结构），下层一般表述为一级除雾器，上层一般表述为二级除雾器。
一级除雾器板片之间的间距要比二级除雾器板片之间的间距大。
采用这种结构布局主要有2个原因，其一是利用一级除雾器除去粗颗粒，二级除雾器除去细颗粒；其二是因为一级除雾器获得的冲洗水是二级除雾器的4倍，而一级除雾器的除雾量也是二级的2~4倍。
假如一级除雾器的间距与二级除雾器的间距一样或者更小，那么就会出现2个问题：1.一级除雾器及其容易堵塞，经常导致脱硫系统无法运行；2.二级除雾器的存在将没有意义，起不到除雾效果。
除雾器冲洗系统一般选用4层，很多脱硫总包商为了节约成本采用3层，是极不可取的做法，因为除雾器冲洗水系统单层的成本仅仅占据脱硫系统总价的千分之一到千分之五，而它所起到的作用可能要站到整个脱硫系正常运行的20%~30%，多加一层除雾器是四两拨千斤的做法。
除雾器常用的板片结构形式可以有如下四种流线型2通道带钩板片流线型2通道不带钩板片折线型2通道板片折线型3通道板片除雾器的作用除雾器，就是除去水雾的设备。
除雾器的作用就是把气体中的水雾，水滴含量降至最低。
除雾器的种类也有很多，综合节能与环保等诸多因素考虑，折流板除雾器是最佳选择。
基于除雾器的功能和作用，它有很多拓展用途，例如除尘，除臭，物理方法去除各种离子等。
除雾器在烟气脱硫系统中的作用主要有以下几个方面：除去烟尘；除去水雾；除去浆液雾滴；除去弱酸离子；除雾器的有无，直接决定了脱硫效率，因为无论是水雾还是硫酸根离子，均含有硫元素，没有除雾器的收集，它们将直接排放到我们赖以生存的环境中，就会使脱硫系统大打折扣。
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除雾器的选型
为了提高除雾效果,一般采用两级叶片,第一级为粗除,第二级为精除。
屋脊型除雾器布置在烟气垂直流动的吸收塔上层,多采用单层梁支撑两级叶片的固定方式。
但为了检修方便,也有用户要求用两层梁支撑。
平板型除雾器可以布置在烟气垂直流动的吸收塔内,也可以布置在烟气水平流动的烟道中,一般采用双层梁支撑或固定。
屋脊型除雾器的优点是烟气通过叶片法线的流速要小于塔内水平截面的平均流速,这样,即使塔内烟气流速偏高,在通过除雾器时,由于流通面积增大而使得烟气流速减小。
但是,由于屋脊型除雾器需要在吸收塔的截面上留出矩形通道,而吸收塔是圆形的,所以部分面积需要用盲板封起来,从而部分抵消了一部分优势。
另外,屋脊型除雾器的结构较平板型除雾器更稳定,可以耐受的温度较高,因此,当脱硫系统不设GGH时,建议采用屋脊型除雾器。
单层梁的屋脊型除雾器高度一般为2 850mm,而两级平板型除雾器高度为3 230mm,即单层梁的屋脊型除雾器占用空间较小。
但是,考虑到减小携带水量,通常要求烟气在除雾器叶片以上1m 处开始改变流向和提高流速,这样可以使大的颗粒落回到除雾器。
如果加上这预留的1m空间,屋脊型和平板型除雾器占用总空间接近。
另外,从经济角度分析,平板型除雾器的成本比屋脊型稍低一些,所以,一般情况下最好选择平板型,只有在烟温相对较高时,为了提高安全性才选择屋脊型除雾器。
3结垢原因分析及冲洗系统设计
3. 1结垢原因分析
(1)吸收剂浆液附着于除雾器叶片上。
SO2溶于水的电离产物主要是H+和HSO3 - ,为了促进SO2的吸收和溶解,采取了2种措施:加入石灰石以中和溶液中的H+ ;向浆池中鼓入过量空气,以促进石膏的形成和结晶。
吸收塔底部的石膏浆液与新鲜的石灰石浆液混合后由喷嘴喷出,与烟气充分接触后,其中很小一部分被烟气携带附着于除雾器的叶片或其他零部件上。
如果浆液在叶片上停留的时间较长,就会在叶片表面形成垢层。
(2)吸收剂过量。
过量的吸收剂会导致溶液中钙离子浓度过高,过饱和度增大,结垢加快。
(3)吸收塔内烟气流动不均匀。
这种情况会在烟气流速较快的位置产生二次携带,导致除雾器结垢,其根本原因是吸收塔流场设计不合理。
除雾器叶片一旦开始结垢,发展将十分迅速。
因为结垢层的存在减小了通道面积,导致该处的烟气流速增大,加大了二次携带的风险。
3. 2除雾器冲洗系统设计
在设计除雾器冲洗系统时要考虑的因素有:冲洗面选择、冲洗水压力、冲洗强度、喷嘴角度、冲洗频率、冲洗水水质等。
为了减少烟气通过除雾器后的携带水量,冲洗系统通常设计成只冲洗除雾器初级叶片的迎风面和背风面。
冲洗水的压力一般要求200 kPa以上,冲洗强度在40 L/ (m²•min)左右,喷嘴角度一般选择90°或110°, 200%重叠。
通过调整各冲洗通道的间隔时间可调节补充水量,冲洗通道可以按空间顺序依次冲洗,也可以将一个周期内的冲洗次数调整为迎风面多于背风面。
冲洗频率一般取决于吸收塔每小时的蒸发水流量,当吸收塔内的水位低于设定值时,自动控制系统将执行除雾器冲洗程序。
冲洗水管道和喷嘴及管卡都是增强聚丙烯材质，水管直径根据塔径大小进行选择，喷嘴形式为实心锥喷嘴，喷射角度为90度，压力为两公斤或三公斤。
流量为1.68m3/h-2.1m3/h。
冲洗水要尽可能采用新鲜水,以迅速降低除雾器叶片上附着浆液的饱和度,避免结垢。
4安装和运行中应注意的问题
(1)除雾器支撑梁的制作和安装必须执行相关标准,并将其作为工程质量检查计划表中的一个项目加以重视。
在除雾器安装过程中曾发现有梁间距过大问题,这将使除雾器不能牢固定位。
另外,在冬季安装除雾器时,一定要小心搬运, PP 材料在温度较低时的韧性较差,受到强冲击时易碎。
(2)为避免出现除雾器垮塌事故,应建立对除雾器的冲洗制度,并及时观察除雾器前、后端压差,当压差增大时应尽快冲洗。
(3)对于燃煤硫分高于设计值的电厂,由于从吸收剂补充来的水量增加,而吸收塔的蒸发量不变,导致吸收塔水位越来越高,使得吸收塔始终处于高液位运行状态,除雾器得不到自动冲洗。
这种情况下,一定要建立除雾器定期冲洗制度。
5结语
虽然平板型和屋脊型除雾器都已成功应用于烟气脱硫工程中,但从经济性考虑,建议一般情况下选用平板型除雾器,且支撑梁间距不要超过 2 000mm;而在烟温较高的情况下,采用屋脊型除雾器比较适宜;要避免除雾器结垢,维持除雾器的安全、正常运行,必须建立除雾器的检测和冲洗制度。