CN201001994Y - 波形折流板式除雾器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种除雾器，包含有第一级除雾器(1)、第二级除雾器(2)、支撑这两级除雾器的支撑梁(3)以及冲洗水系统，第一级除雾器(1)和第二级除雾器(2)分别由一定数量的断面呈类似V形的第一级除雾器组件(11)和第二级除雾器组件(21)成排相邻布置组成，第一级除雾器组件(11)的中心线(41)与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件(21)的中心线(42)与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致。本实用新型可使V形除雾器组件的两个侧边的除雾器叶片通道的通流烟气量相等，避免出现二次夹带或除雾能力较差等现象，提高除雾器的除雾能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于分离气体中液滴和细小固体颗粒物的除雾装置，尤其是一种波形折流板式除雾器。
背景技术
除雾器用于分离经吸收塔洗涤过的烟气中的残留液滴及/或颗粒物，通常安装在吸收塔的顶部，沿着烟气流动的方向依次设置两级除雾器，每级除雾器由若干个除雾器组件组成。目前通常采用的波形折流板式除雾器，每个除雾器组件由若干具有波形曲线形状的除雾器叶片组成，除雾器叶片间保持一定的间距，叶片间的通道构成了除雾的有效区域，当含有液滴及/或颗粒物的烟气进入除雾器叶片间的通道时，由于流线的偏折，在惯性力的作用下实现气液分离，部分液滴撞击在除雾器叶片上被捕集下来。这种波形折流板式除雾器存在一个临界速度的问题，即当烟气流速过高(超过临界气速)时易产生雾滴的二次夹带，并使压降增高，能耗增大。烟气流速过低虽然不会产生二次夹带，但除雾能力较差。因此为达到较好的除雾效果必须把烟气流速控制在合适范围内。
研究结果表明，二次夹带由一个空间二次夹带准则数所控制，即
，可见，对于特定的处理介质，二次夹带准则数与表面速度Ug的四次方呈正比，Rn高于一定的临界值，就会发生二次夹带，对于特定形状的除雾器叶片而言，单个除雾器单元所能通过的最大的不发生二次夹带的烟气流量是一定的。
对于烟气处理领域尤其是烟气脱硫行业的吸收塔，大都为直径达数十米高度三十多米的大型圆筒形容器，烟气速度和方向在截面的不同位置有很大的差异。然而现有除雾器设计均采用各个除雾器单元按照均一的平均流量来进行设计，不考虑实际运行中各个除雾器通流烟气量并不相同的情形。
对于V形或倒V形的除雾器单元而言，当烟气的实际流动方向偏离除雾器的中心线时，便会导致V形除雾器单元的两个侧边的除雾器叶片通道的通流烟气量不同，造成一侧的二次夹带过大，而另一侧除雾能力较差，从而除雾器的总体性能较差。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种波形折流板式除雾器，采用该除雾器时，可以使V形除雾器组件的两个侧边的除雾器叶片通道的通流烟气量相等，避免出现二次夹带或除雾能力较差等现象，提高除雾器的除雾能力。
为解决上述技术问题，本实用新型的除雾器包含设置在吸收塔100内的第一级除雾器、第二级除雾器、支撑这两级除雾器的支撑梁以及冲洗水系统，第一级除雾器和第二级除雾器分别由一定数量的断面呈类似V形的第一级除雾器组件和第二级除雾器组件成排相邻布置组成，其中第一级除雾器组件的中心线与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件的中心线与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致。
所述的在吸收塔100中轴线附近的第一级除雾器组件11的中心线41及第二级除雾器组件21的中心线42分别与吸收塔100的中心线相重合，所述的重合可以为第一级除雾器组件11的中心线41及第二级除雾器组件21的中心线42分别与吸收塔100的中心线相实际重合，也可以为第一级除雾器组件11的中心线41及第二级除雾器组件21的中心线42在通过平移后与吸收塔100的中心线相重合，即第一级除雾器组件11的中心线41及第二级除雾器组件21的中心线42要与吸收塔100的中心线方向一致，在吸收塔100塔壁附近的第一级除雾器组件11的中心线41和第二级除雾器组件21的中心线42)分别与吸收塔100的中心线呈一定角度的相交。
通过改变除雾器组件的放置位置，调整第一和第二级除雾器组件中心线的方向，使第一级除雾器的中心线与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件的中心线与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致，即除雾器组件的放置方向分别与烟气的来流和去流方向相协调，这样的设计使得第一级除雾器各V形组件的两个侧边的烟气处理量相等，避免造成组件的一侧由于叶片间通流速度过大而造成严重的二次夹带，而另一侧则由于叶片间通流速度过小导致除雾能力较差的情况发生，提高除雾器的整体效果；对于第二级除雾器而言，由于其组件的中心线方向与烟气流出的方向一致，该级除雾器在满足除雾功能的同时起着部分导流的作用，减少除雾器叶片下游出现因外部边界约束造成的回流及旋涡而导致的液滴被二次携带现象，提高除雾效率，同时降低了烟气经除雾器的压降。
对于第一级除雾器组件和第二级除雾器组件的相对排列形式可以是多种多样的，即两级除雾器组件的断面可以互相相对地排列，也可以是互相相同地排列。具体的来说，典型的布置形式可以有以下四种，即第一级除雾器组件的断面V形开口背着烟气来流的方向，第二级除雾器组件的断面V形开口迎着烟气来流的方向；第一级除雾器组件的断面V形开口迎着烟气来流的方向，第二级除雾器组件的断面V形开口背着烟气来流的方向；第一级除雾器组件和第二级除雾器组件的断面V形开口均背着烟气来流的方向；第一级除雾器组件和第二级除雾器组件的断面V形开口均迎着烟气来流的方向。
第一和第二级除雾器组件的支撑结构可以采用统一考虑的支撑梁，也可以采用各自分别设计的支撑梁。
为了提高除雾效果，并防止固体颗粒物堵塞除雾器叶片间的通道，各级除雾器设计有冲洗水装置，即在第一级除雾器和第二级除雾器的上下游分别设置冲洗水管进行冲洗，这里所说的上下游仅代表烟气对于除雾器各级的位置。冲洗水装置由若干组冲洗水管组成，每根冲洗水管上设置一定数量的喷嘴，每个喷嘴设置有一定的流量和覆盖范围，以确保在除雾器表面的每个区域都能有一定数量的冲洗水覆盖。
冲洗水的支撑结构可以和除雾器组件的支撑结构一起考虑，也可以设置单独的除雾器冲洗水支撑结构。
为了达到上述除雾器的技术效果，即根据反应器内横向截面各处速度方向的不同设计断面呈V形的除雾器组件的布置形式，第一级除雾器的各除雾器组件的中心线与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器的各除雾器组件的中心线与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致；可采用以下具体步骤：
步骤1：首先采用实验和数值计算的方法确定空塔(即仅不放置除雾器)条件下除雾器上下游截面的速度分布情况；
步骤2：将截面按照支撑梁的跨度分成若干个控制区域，对每个控制区域内的速度分布进行统计分析，获取其平均的速度方向和大小，从而分别得出除雾器上下游的来流和去流的速度大小和方向；
步骤3：按照上述步骤2确定的速度方向，初步确定除雾器组件的放置方向，同时结合处理对象和要求的效果，计算除雾面积，从而确定除雾器的布置；
步骤4：按照上述步骤3确定的除雾器布置，对放置除雾器后的反应器内的流场4进行分析，得出除雾器上下游截面的速度分布情况，计算各V形除雾器两侧边的通流烟气量；
步骤5：循环重复上述步骤2，3和4直至V形除雾器两侧边的通流烟气量相等为止。
附图说明
图1为根据现有技术采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。
图2为本实用新型的第一实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。
图3为本实用新型的第二实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。
图4为本实用新型的第三实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。
图5为本实用新型的第四实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。
图6为根据本实用薪型第一实施例的在一定的烟气条件下放置了两级除雾器的反应器顶部的垂直断面局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为根据现有技术采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图，为简化起见，仅示出其中一个完整的除雾器系统单元，包括第一级除雾器1和第二级除雾器2，每级除雾器1或2分别由一定数量的断面呈类似V形的第一级除雾器组件11和第二级除雾器组件21成排相邻布置组成，第一级除雾器组件11和第二级除雾器组件21共用一个支撑结构3，第一和第二级除雾器的上下游各自配有相应的冲洗水系统，一二级除雾器的冲洗水系统分别由若干组冲洗水管14，24组成，每根冲洗水管14，24上设置一定数量的喷嘴，每个喷嘴设置有一定的流量和覆盖范围，以确保在除雾器表面的每个区域都能有一定数量的冲洗水覆盖。冲洗水管采用卡套13，23固定，并与冲洗水支撑梁12，22相连接，冲洗水支撑梁12，22固定在除雾器的支撑梁3上。第一级除雾器组件11的中心线41、第二级除雾器组件21的中心线42以及整个除雾器单元的中心线40互相重合。
这样的设计当烟气的实际流动方向偏离除雾器的中心线40时，便会导致V形除雾器单元的两个侧边的除雾器叶片通道的通流烟气量不同，即第一级除雾器1除雾器组件11的中心线两侧的除雾器叶片内的通流烟气量不同，一侧烟气量过大而一侧烟气量过小，造成一侧的二次夹带过大，而另一侧除雾能力较差，从而除雾器的总体性能较差。
图2为本实用新型的第一实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。为简化起见，仅示出其中一个完整的除雾器系统单元，包括第一级除雾器1和第二级除雾器2，每级除雾器1或2分别由一定数量的断面呈类似V形的第一级除雾器组件11和第二级除雾器组件21成排相邻布置组成，第一级除雾器组件11和第二级除雾器组件21共用一个支撑结构3，第一和第二级除雾器的上下游各自配有相应的冲洗水系统，一二级除雾器的冲洗水系统分别由若干组冲洗水管14，24组成，每根冲洗水管14，24上设置一定数量的喷嘴，每个喷嘴设置有一定的流量和覆盖范围，以确保在除雾器表面的每个区域都能有一定数量的冲洗水覆盖。冲洗水管采用卡套13，23固定，并与冲洗水支撑梁12，22相连接，洗水支撑梁12，22固定在除雾器的支撑梁3上。其中第一级除雾器组件11的中心线41与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件21的中心线42与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致。
由于第一级除雾器组件11的中心线41与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件21的中心线42与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致，即除雾器组件的放置方向分别与烟气的来流和去流方向相协调，这样的设计使得第一级除雾器1各V形组件的两个侧边的烟气处理量相等，避免造成组件的一侧由于叶片间通流速度过大而造成严重的二次夹带，而另一侧则由于叶片间通流速度过小导致除雾能力较差的情况发生，提高除雾器的整体效果；对于第二级除雾器2而言，由于其组件的中心线方向与烟气流出的方向一致，该级除雾器在满足除雾功能的同时起着部分导流的作用，减少除雾器叶片下游出现因外部边界约束造成的回流及旋涡而导致的液滴被二次携带现象，提高除雾效率，同时降低了烟气经除雾器的压降。
对于第一级除雾器组件和第二级除雾器组件的相对排列形式可以是多种多样的，即两级除雾器组件的断面可以互相相对地排列，也可以是互相相同地排列。具体的来说，典型的布置形式可以有以下四种，图1已经给出了本实用新型的第一实施例，即第一级除雾器组件11的断面V形开口背着烟气来流的方向，第二级除雾器组件21的断面V形开口迎着烟气来流的方向；图3、4及5分别给出了其他几种布置形式。
图3为本实用新型的第二实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。该布置的特点是第一级除雾器组件11的断面V形开口迎着烟气来流的方向，第二级除雾器组件21的断面V形开口背着烟气来流的方向。
图4则给出了本实用新型的第三实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。该布置的特点是第一级除雾器组件11和第二级除雾器组件21的断面V形开口均背着烟气来流的方向。
图5为本实用新型的第四实施例的采用两级除雾器结构的垂直断面局部放大图。该布置的特点是第一级除雾器组件11和第二级除雾器组件21的断面V形开口均迎着烟气来流的方向。
第一级除雾器1和第二级除雾器2的支撑结构可以采用统一考虑的支撑梁3，也可以采用各自分别设计的支撑梁。冲洗水的支撑结构12，22可以和除雾器组件的支撑梁3一起考虑，也可以设置单独的除雾器冲洗水支撑结构。此种变换均落在本实用新型的保护范围。
为了达到上述除雾器的技术效果，即根据反应器内横向截面各处速度方向的不同设计断面呈V形的除雾器组件的布置形式，第一级除雾器1的各除雾器组件11的中心线41与该除雾器组件11上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器2的各除雾器组件21的中心线42与该除雾器组件21下游的烟气速度方向一致；可采用以下具体步骤：
步骤1：首先采用实验和数值计算的方法确定空塔(即仅不放置除雾器)条件下除雾器上下游截面的速度分布情况；
步骤2：将截面按照支撑梁的跨度分成若干个控制区域，对每个控制区域内的速度分布进行统计分析，获取其平均的速度方向和大小，从而分别得出除雾器上下游的来流和去流的速度大小和方向；
步骤3：按照上述步骤2确定的速度方向，初步确定除雾器组件的放置方向，同时结合处理对象和要求的效果，计算除雾面积，从而确定除雾器的布置；
步骤4：按照上述步骤3确定的除雾器布置，对放置除雾器后的反应器内的流场4进行分析，得出除雾器上下游截面的速度分布情况，计算各V形除雾器两侧边的通流烟气量；
步骤5：循环重复上述步骤2，3和4直至V形除雾器两侧边的通流烟气量相等为止。
图6为根据本实用新型第一实施例的在一定的烟气条件下放置了两级除雾器的反应器顶部的垂直断面局部放大图。在吸收塔(反应器)的顶部设置第一级除雾器1和第二级除雾器2，除雾器上下游的箭头表示假定的烟气方向，其方向已经根据数值计算和实验测试结果按照支撑梁的位置进行区域划分和均化，各对应区域的除雾器组件中心线的方向方向分别与烟气的来流和去流方向一致，即第一级除雾器组件11的中心线41与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件21的中心线42与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致。这样的设计使得第一级除雾器1各V形组件的两个侧边的烟气处理量相等，提高除雾器的整体效果；第二级除雾器2在满足除雾功能的同时起着部分导流的作用，减少除雾器叶片下游出现因外部边界约束造成的回流及旋涡而导致的液滴被二次携带现象，提高除雾效率，同时降低了烟气经除雾器的压降。
本实用新型不限于上述具体实施方式，只要第一级除雾器组11的中心线41与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件21的中心线42与该除雾器组件
下游
的烟气速度方向一致，不论除雾器组件11，21和冲洗水采用何种形式支撑，也不论除雾器采用多少级，均落在本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1、一种波形折流板式除雾器，包含设置在吸收塔(100)内的第一级除雾器(1)、第二级除雾器(2)、支撑这两级除雾器的支撑梁(3)以及冲洗水系统，第一级除雾器(1)和第二级除雾器(2)分别由一定数量的断面呈类似V形的第一级除雾器组件(11)和第二级除雾器组件(21)成排相邻布置组成，其特征在于：所述第一级除雾器组件(11)的中心线(41)与该除雾器组件上游的烟气速度方向一致，第二级除雾器组件(21)的中心线(42)与该除雾器组件下游的烟气速度方向一致。
2、按照权利要求1所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的在吸收塔(100)中轴线附近的第一级除雾器组件(11)的中心线(41)及第二级除雾器组件(21)的中心线(42)分别与吸收塔(100)的中心线相重合，在吸收塔(100)塔壁附近的第一级除雾器组件(11)的中心线(41)和第二级除雾器组件(21)的中心线(42)分别与吸收塔(100)的中心线呈一定角度的相交。
3、按照权利要求1或2所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的第一级除雾器组件(11)和第二级除雾器组件(21)的断面互相相对地排列。
4、按照权利要求1或2所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的第一级除雾器组件(11)和第二级除雾器组件(21)的断面互相相同地排列。
5、按照权利要求3所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的第一级除雾器组件(11)的断面V形开口背着烟气来流的方向，第二级除雾器组件(21)的断面V形开口迎着烟气来流的方向。
6、按照权利要求4所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的第一级除雾器组件(11)的断面V形开口迎着烟气来流的方向，第二级除雾器组件(21)的断面V形开口背着烟气来流的方向。
7、按照权利要求1、2或5所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的第一级除雾器组件(11)和第二级除雾器组件(21)的断面V形开口均背着烟气来流的方向。
8、按照权利要求1、2或5所述的波形折流板式除雾器，其特征在于：所述的第一级除雾器组件(11)和第二级除雾器组件(21)的断面V形开口均迎着烟气来流的方向。
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