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脱水器是湿法除尘中的一个重要设备有没有忽略呢

信息来源:   时间:2018-03-28 16:26:41 

脱水器是湿法除尘中的一个重要设备,脱水器本身效率的高低和系统除尘效率有紧密的 关系。湿式除尘器通常由两个过程来完成,第4个过程是由洗涤来捕集尘粒,第二个过程是 除掉捕集了尘粒的液滴和混有二次飞扬尘粒的液体。除了特别的场合,这些液滴的大小一般 在数十微米以上,除去这些液滴不像去掉细小粉尘那样困难。捕集10/xm以下微细水雾可像 捕集固体粒子那样来处理。由于液滴与個体粒子不同,倉是在捕集后相互聚集并汇成液体流 而被分离,因此,在多数场合反而容易被固体粒子处理。对于接触角小并且润湿性好的液 体,滞留在充填层内的液体增多,会妨碍气体通过并增大压力损失,故不能使用充填率太大 的脱水器。

一、脱水器分类和工作原理

1.分类

为了不让流出除尘器的气体夹带液滴,需要在除尘器之中或之層采取捕集液滴的脱水 措施。

根据脱水工作原理和方式不同,可分重力式、挡板式、离心式和网格式4种脱水器。 

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选择脱水方法要考虑主要因素之一是液滴粒度。这和液滴如何形成有关。一般由机械作 用形成的粒滴比较大,约在10?lOOOpm的范围;除尘器中的液滴多属于机械作用形成,因 此比较容易从携带液滴的气体中把它们除掉。

(2)结构

脱水器的结构由人口、壳体、脱水元件、出口4部分组成,脱水器的入口面积一般大于 或等于脱水元件截面,其数值因脱水器种类不同而异。脱水器的壳体基本上把脱水元件包装 和保护起来,对没有腐蚀性气体的工况条件,壳体通常用Q235钢制作,并用耐水油漆涂 装。对带有腐蚀气体的工况条件可用不镑钢、玻璃钢或硬塑料板制作。

脱水元件的结构有3种形式s —种是板形如叶轮脱水用的旋流板,弯头脱水用的导流板 以及折板脱水用的挡板等;一种是丝网形;另一种是圆筒形或半圆筒形如重力戚水器和复挡 脱水器。

脱水器的出口和壳体结合在一起,多设计成圆形出口,少数设计成方形或矩形出口。不 管哪种情况,都应把出口管的过渡设计得长一点,以减少流体阻力损失。

(3)工作原理

脱水器的工作原理依脱水器种类不同而有较大差别,脱水器的工作原理分为四种:即依 靠重力脱水、依靠惯性力脱水、依靠离心力脱水、依靠几种力组合脱水。脱水器工作原理与 除尘器工作原理近似。脱水器脱除的是气体中的水滴和雾滴;除尘器除去的是气体中固体颗 粒。虽然脱水器与除尘器工作原理相似,但是捕集效率相差较大,捕集水滴和雾滴比捕集固 体颗粒物要容易得多,这是因为:①固体颗粒物遇到器壁更容易反弹;②湿式除尘器中液滴 粒径大。

含尘气体在湿式除尘器除尘的过程中会夹带液滴,需进行汽水分离。假设气体把它们带 出除尘器之外,就要降低除尘效率。关于这一点,可做如下分析计算。

除尘器的总除尘效率为:

(6-86:

Pi Pi

式中,/oi、外为除尘器进、出口含尘质量浓度,mg/m3。

净化以后,除尘器出口空气中粉尘粒子的剩余含量可用式(6-87)表示:

pz —pA~^p{ (6-8i. !




式中,~为气体不夹带液滴时的粉尘粒子的质量浓度,mg/m3; 为随着夹带的液滴 被带走的粉尘粒子的质量浓度,mg/m3。

从式(6-86)和式(6-87)得到:

n Pd Pi

"U (6_88)

式中* &一^是从除尘器排出的气体没有夹带液滴时的除尘效率V“

随液滴带走的粉尘粒子质量浓度为:

pt=PiPp (6-89)

式中,外为液滴质量浓度,mg/m3;外为液滴中粉尘粒子浓度,mg/m3。

P^Pp

沢一^~ m-Qoy

二、重力脱水器

重力脱水器是最简单的脱水方法s工作原理与重力除尘器相似,液滴依靠在重力场中发 生的沉降作用而从气流中分离出来。其要点是使空气降低流速,让液滴利于在重力作用下进 行分离。

1.结构

重力脱水器外形结构见图6-108,图中(a)是直管插入,(b)是扩散管插入。其用于 文氏管的结构见图6-109。技术参数如下。








图6-108重力脱水器 图6-109用于文氏管的重力脱水器


? ,脱水器入口气速m —般不小于12m/s。

②人口断面积S为:

^ Qy

3600m

式中,S为入口断面积,m2; Qv为人口烟气流量,m3/h。

③筒体速度vc 一般采用4m/s,最大不超过5m/s,可参照表6-53决定。

④筒体直径D为:

J3600X0. 785wc (6-9.2)

式中,D为筒体直径,m。

⑤调试H1:当考虑系统检修时脱水器同时作为水封用,则Hi应大于2m,否则可 稍低。

⑥H2 —般大于0. 5D,以保持此气体流速在4?6m/s为宜。最大不超过lm。

⑦下部水封高度应在锥形底以下。

⑧阻力匕p可按式(6-93)计算:

,.2 .

= ' (6-93)

式中,?为局部阻力系数,? = 2. 85; &为气体密度,kg/m3;仍为出口速度,m/s。

⑨脱水效率。脱水器的脱水效率决定于水滴的自由沉降速度和气体上升速度,当水滴 的自由沉降速度大于气体上升速度,水滴才能从气体中脱掉。

气体上升速度确定后,可按式(6-94)求得能脱除水滴的最小直径do:





P 货—Pe

式中,%为气体上升速度,m/s; pw为水的密度,kg/m3。

式(6-94)适用于烟气密度为1?1. 2kg/m3,雷诺数i?e = 2?500的情况。气体上升速 度与水滴沉降临界直径之间的关系列于表6-54。

表6-54气体上升速度与水滴沉降临界直径之间的关系


在设计重力脱水器时,要注意不能让气流把捕集面上的液体剥离,重新带走。会不会从 新带走液体,可以用一个参数——pv2来粗略地衡量,这里(0是气体的实际密度,kg/m3: r是实际气体速度,m/s。pv2表明气体作用在液体表面上的动量,在液滴脱水装置内不同 的地方它有不同的数值。就图6-110中的液滴脱水器来说,

按进气管内速度w计算的P2值不能大于200。于是,可以 算出进气管直径至于脱水器本体的直径D可按气体上 升速度来计算。为了避免脱水器直径太大,通常取上升速度 约为o, 3m/s与固体颗粒物的重力分离相接近。

(1)重力挡板脱水器

重力脱水器中增设一些挡板可以提高捕集效率,其结构 外形如图6-1.10所示。

①进、出口最大流速采取15m/s,也可与连接管内流 速相同。

②内部最大气流速度(按通道B处为计算截面时的流 速)采取5m/s。 图6-110重力挡板脱水器




③排水管排水流速为1, 2.5-X, 5m/s,锥体斜度>60%

④实测阻力数据为2如?&4OTa,设计采取300Pa。

⑤设计注意事项如下。

a_进出口方向应正确,避免反装,否则不但影响脱水效率,并会造成脱水器阻力过高。 ‘排水管直径—般不小于排污管引出时其坡度应不小于并尽量 避免水平弯头,以防排污管堵塞。

(1)迎向脱水器入口处的锥部位易受气流及水流的冲刷,设计中应考虑设置防护板或 导流板等防护措施。口-1厂寥号炉重力脱水器投产3个月内锥体部位曾先后磨穿两次。目前 采用5QX5扁钢,水平焊接于锥体易损部位作为保护板,其间距为200mm。

(1)脱水器侧面应设有清理、检修用的检查孔。

三、离心脱水器

离心脱水器是依靠离心力脱水的设备,主要有以下几种。

1.旋风脱水器

旋风脱水器是使气体在液滴捕集器内旋转,依靠离心力把液滴投向器壁,离心式液滴脱 水器有各种不同的形式,旋风脱水器是其中一种,有些文氏管除尘器就是用它作为液滴捕集 装置的。用旋风脱水器捕集液滴时,要注意液膜可能在上部涡流的影响下爬过分离器顶盖内

壁,再沿排气管外壁下行_然后被带入排气管。为此可以在排气管外壁装上挡板,如fflS- 111所示?由于气流能把挡板上的液体吹掉,迫使它们脱离器壁,故可防止液体从排气管外 逸。另外在旋风分离器轴心部分的低压区也会出现带走液体的问题,因为在圆锥形的旋风脱 水器中向着锥顶运动的液滴可能被吸入排气管。因此,可采用圆筒形旋风脱水器,在底部设 一平板作为假底,周围的缝隙,让液体从缝隙流下去,如图W11 (a)所累、

还有一种在分离器底部设置上面装有圆锥形挡板的十字挡板,以限制气体旋转的区域, 防止巳被捕集的液体旋转后重新爬上脱水器壁(图

旋风脱水器不仅可以像上面先容的那 样,设计成从底部进气,顶部排气,两且可 以设计成从顶部进气,底部排气。

C1)进口气速脱水器的脱水效率随进

:口气速的增加節提高,但气速过高反而使气 流中凝聚的水滴(粘有灰尘的水滴)在器壁 上撞碎,使液沫再次被气流带走,降低了脱 水器的脱水效率.并增加了脱水器的阻力。

所以一般选用进口风速为14?《0m/S!J

(I)阻力根据测定数据,当进口气流 速度采用Wta/s时,脱水器的阻力为 10Q0~1500Pao

O脱水效率当进口气流为18m/s 时,脱水效率约为妨嫜。

2.复式挡板旋风脱水器

作用简述复式挡板旋风脱水器简 称复挡脱水器,是属于直流型旋风器的一 种。但在器内增加了若干同心圆挡板,

见图6-113。

在旋风器内,粒子以切询和径向两种运 动轨迹合成一条抛线u无挡板的合成抛线 0—A使粒子在器壁A处碰撞落下,如果增 加了挡板,则抛线0—A将被截断于B点,

缩短成0—B线。使粒子提前在S点抖落。

同心挡板愈多,抛线也愈短,则粒子碰撞落

下的机会也更多。有助于提高粒子清除效率,抛线的轨迹示意见图6-1W。

如粒子是液(水)滴,落于壁上就形成一层水膜。如膜过厚,在气流通过时,可能再度 使水膜溅出。增加挡板后,等于增加器壁面积,水膜因而减薄,不致产生液沫夹带。

在无挡板的旋风器中,气流在器内环流至少2?3圈以具有向下的外螺旋和向上的 内螺旋双气牲座?力损失就大,在复挡中,气流经过挡板仅为3/4圈,在器壁处最多为一 圈。故在同样进口气速下,其阻力较无挡板返流型的小。虽然增加挡板将增加气流与壁板摩 擦的阻力,但旋风器阻力主要来自气流传动,与器壁摩擦所产生的阻力仅占很少部分。

复挡的缺点是多加了挡板材料及制作,使重量、造价都有增加。目前使用的复挡板直径 约1 多SDmm。处理气量为:3;00 ?68 6_0'Ct:ni3 / h:5 ffif设计计算

?R寸决定用下列各式决定结构尺寸 6>1I? ,各式中单位除角外,均以mm表示。

Dp根据进口气速%值决定。

结合队参数决定》

一般情况下:

fc..0 = 100?200; Ab—1/2/10 5 00*?100; a, a'>4S°; 0 在 13°?17°之间,宜取 15°;

DE按排气气速t;E为15m/s计算,De = 100?200,随排尘量增加而增大,通常取为:

De=l/8DC

上列各式中,队为筒体截面气速,m/s; Dc为复挡筒体内径,mm; Dp为复挡进口管 内径,如为矩形,取高宽比例1:0. 5,以高边作为L>p值;Di为芯管外径,nun; DE为排 气管内径,mm; ?G为挡板间距,JVG为挡板数目;D!为第一挡板外径,mm; D2 为第二挡板外径,mm; D?为第《挡板外径,mm; LU为排尘浆口内径,mm; H。为筒体 高度,mm; Hi为第一挡板高度,mm; 为第二挡板高度,mm; Hn为第n挡板高度, mm; Hi为芯管高度,mm; /iQ为进气管底部至筒体末端距离,mm; 为挡板底部至筒 体末端距离,mra; S为挡板厚度,mm; ?, a'为上下锥体角度,(°); Lc为筒体中心线至 进气管端水平距离,mm; 6为气流回转角(上升角),C), /为气流数(无量纲), 取 0. 78。

m气速选定进口气速t*P采用25rn/s以下,必要时可增至30m/s以上。

筒体截面气速h (上升气速)采用3m/s以下。

排气管气速ve取15m/s。

③阻力计算复挡的阻力系数(速度系数)?接近于1,随不同%值而变化:

(6-108)

复挡的阻力Ap为

6-109)

式中,pa为进口状态下气体密度,kg/m3。

④效率计算

(1)先按巳知进口气速t;p,求出在器壁和各渠道内沉降气速

(2)以Ws.c和w.n求得在器壁和渠道内被沉降的最小粒径Dmin;

(3)由于复挡进口的液粒距除尘器喷射原点或雾化区很远,其粒度尺寸经凝结巳改变, 故平均粒径D。应按及操作状态下水气比对上^重新计算;

(4)以Do和值,求出筒壁及每一渠道内大于0^的按液粒容积累计的体积分数W ^各挡的P值的平均数即为复挡的除沫效率P

f.按进人的污水量Qw,水中个粒质量浓度pw,以i一W=7计算其出口沫量及其所含 的浓度,ft!上复挡进口气体中原含有的游离尘量C此处假定其不苒冷凝凝聚),即为复挡判

气最终含尘浓度!Oh

2.82gD^Dpcos0 Dc

对器壁: ,p(D?-Df) -D.

取 cosS-cosl^^O. 966,式(6-10夺')可改写为:

_Q. 792gD?Dp Dc ^■c%P(D^Df)lg^

?>. D?

对渠道: V:

' Vs ‘v s. nv P< 0? 一Df > ? m,

用斯托克司公式算Dmin值:

丄^邛in —!吻s

p-^g j

式中,,知为进口气体的绝对黏度,Pa ? 3,

用式(1114)简化公式计算Do值:

D卢望H+樣8L1_3

用式f4rll.5).计算i?值:

$=100卜〔氣

式中b为常数,取(k 639? R为指数,对水滴,取平均值2.S*如液体密度麵:> _/cu#,寂值将增大| 对硫酸,其值为3,5?m

y^-MG^Ri+Rz+R3+ — +R?iMt (6-117

式中,Rz, RS,…,R?为各渠道的液粒清除率,

Wow ,

ps, = ^ (1 7 >,+j0Fi (6-118

式中为复機也口气体中游离尘质量浓度,rog/m3; p?l为复挡进口气体中游离尘质 量浓度,di/mS ?w为复挡进口水体含尘浓度,mg/m3; 为标准状态下的气量, m;g^| W为复挡脱水器的供水量,m3。

(2)叶轮脱水器

利用旋转气流的离4、作用,将气流中夹带的液滴甩向脱水器周围而除去。实际上就是一 种从底部进气,顶部排气的直流式旋风脱水器。这种脱水装置可a装在除尘器顶部或者管道 内。图6-115 (a)是一种常用的叶轮脱水器。它由3部分组成:_叶轮(旋风板)。其作用 在于使气体产生旋转运动。中心盲板面积约为脱水器本体截面积的1/9。盲板不宜太大,以 免阻力增加。②锥形罩。其作用在于防lh浩壁面流下的液体再被旋转气流带走。锥形罩焊在 叶轮上。③挡圈。其作用在于挡住被旋转气流沿壁面夹带上去的液滴,?免外溢。旋流板的 除雾效率达95%以上。其压力损失随空塔速度的增加而上并,但几乎与喷淋密度无关。叶 片仰角和阻力关系大,对捕集效率则无显著影响。图6-11§ i?>是叶轮脱水器安装在管道上 的工况。

据北京中冶建筑研究总院试验,如果脱水器内叶轮人口气速和脱水器本体气流速度相 同,脱水效率较低,为此在脱水叶轮之后,改变直径,使气流速度降低可以有效提高脱水效 率,如图6-116所示。叶轮脱水器实际上是一个固定在管道里的叶轮,叶片仰角为《,叶轮 直径为D。。在离叶轮为L的距离上安装一个挡环,其作用是将沿壁旋转上升的液体挡回。

气流通过旋流板脱水器时,造成气流和液滴的旋转运动,其径向流速W径取决于旋流 片的形式和安装角度jS,而轴向速度则与处理的烟气流量与管道直径有关。欲清除大于一直 径d的水滴,逊须保证烟气通过装置的时间t大于直径d的水滴走过半径1?的中心到达管

壁的时间即则可写成:

(6-1

根据关系式(6-119)可计算确定旋流片的尺寸和 挡板的距离L。

如果脱水器的管径太大,则挡环的距离也要相应 很大,除雾脱水效率受到影响。为了解决大管径使用 叶轮脱水器的问题,可采用双程旋流片方案,其构造 见图6-117。直径为3450mm的双程旋流板脱水器, 除雾效率达99%。当叶片仰角a = 22.56?30°时,其 阻力略大于折板式脱水器。

(0结构设计叶轮旋流脱水器由脱水器、旋流 器及挡水板三部分组成,其外形结构如图6-118所示。

①旋流器旋流器是叶轮旋流脱水器的主要部 件,其直径^可按下式确定:

[Q

(6-120)

式中,d为轮径,m; Q为通过叶轮旋流器的气量,m37h; t<3为进人旋流器的气流速 度,m/s,可取 14?15m/s。

1—脱水器|一旋流器;3—挡水极

旋流器轴套直? —般采取0. S—

旋流器叶片安装角度(叶片与管道中心线之间的夹角)与脱水器阻力及脱水效率有关, 一般叶片角度越大,离心力也越大,水滴撞击叶片时小颗粒并成大颗粒的机会也越多,因此 脱水效率就高。但气流通过旋流的阻力亦增加。目前旋流器叶片角度有切\ 45"及4矿几种。 旋流器叶片数目一般为4?12片。

③脱水器及挡水板夹杂液滴的气体经叶片旋流器时,造成加速旋转运动而进人上部 脱水器,气流在脱水器段流速降低,使液滴在脱水器内靠离心力分离,因此,脱水器直径

D齒太于旋流器直径使脱水器内流速降低。一般D、/ n

(6)@?<L參、

脱水器高度l (即旋流器至挡水板的距离)应根据气体在水滴分离器中所停留的时何:比 水滴通过水滴分离器所需要的时间长的原则(也就是使水滴从气体中分离出来所需要的时间 比气体停留时间:短)考虑。脱水器高度L与所挡水滴粒度d及所挡水量Q的关系.杀

乎表 _:6'Si

由表&55可见,脱水器高度L越大,所挡水滴粒径J越小。课计中庳尽可能使脱水器 高度L.龙一隹,以刺于聪水效率的提高^

m叶轮脱水器的技术性能 (J)进口流速气流速度对脱水效率有显著 影响,流速过低(如低于液滴被携 带的动能较小,夹杂细小水滴的气流与叶片相 撞时凝并效率也低,有些液滴即使形成大颗粒 水滴,但由于气流能量小,水滴带不进脱水器 内,而在旋流器内流下。另一部分进入脱水器 内的小水滴,由于离心力小,很难抛至脱水器 壁,而被气流带走,使脱水效率降低。

当气流速度大时 大于使撞击 在叶片上所形成的大颗粒水滴在离开叶片的瞬 甸* —部分被高速气流破碎,即二次雾化成小 颗粒被上升气流带走,使脱水效率降低。

一般旋流器进口气流速度可采取14? 15ni/s?

?阻力一般可取500Pa左右

作)设计注意事项

①旋流器与脱水器筒壁之间,应保持一定距离,以免造成堵塞

②旋流器叶片在实际使用中易粘泥堵塞,设计时应考虑在脱水器上设置检修孔或检修 门以清理叶片粘泥;

③脱水排水管应设计大些,防止堵塞。

四、弯头脱水器

1.工作原理

弯头脱水器指气流仅通过弯头进行脱水的

设备。

在图6-122中,通过弯部内液滴的3条轨道 说明3种可能的情况。曲线a和曲线c表示两个 极端情况,而曲线6是一般情况。曲线a说明离 心力的主导作用。

曲线 a: afr4.exs., B—0

直线微粒轨道:

与离心力相比:,摩擦力很小可以忽略。结果 液滴轨道为直线。液滴冲撞在弯部的外壁上,其 冲撞角札为出现直线a所示的状态,可用增加

微粒直径c/p和气体速度忑,以及减少气体的动

力黏度v和弯部半径= 来达到。

曲线c的特征在于摩擦力起主导作用:

曲线 f.: 9 '—0 ;

圆形微粒轨道::?衡

与摩擦力相比,离办力很小可以忽略。于是液滴轨道曲线为圆#9其结果是:液滴不冲 撞弯部的外壁,因而不能从气体中分离出来。当减少微粒直径和气体速度忑》以及增加 气体的动力黏度w和弯部半径r()=D/2时就会出现此种情况。

曲线6描绘了弯部中液滴运动的一般情况,由离心力和摩擦力两者确定液滴轨道的形 状3其液滴冲撞角汍和札。

微粒轨道形状不受距弯部内壁距离S的影响,当距离S增大时,冲撞角#减小。当S = J时,#为最小值,在这种特殊情况下f'—冲撞角为零。当时冲撞角为最大值并 等于临界,这是弯部内微粒运动的临界状态。

为了高效分离液滴,要满足两个条件:

O全部液滴都要冲撞在通道弯部的外壁上,这可通过实验使S 二0时研究临界微粒的轨 道,之后改变微粒运动的参数D、d、:、化和(0来实现通道弯部内液滴的冲撞。

②不应产生液滴冲撞的雾化。随着角/?的加大,雾化的危险增加,所以,当液滴处在 益界状态时,缩减通道宽度可以减少冲撞角的变化范围,興识在允许的压力降条件下通道宽

度要尽量/1%

2.结构外形

弯头脱水器按其曲线角度不词,有90°及180°两种。结构外形见图6-123和图6-ll4a

式中s为进出口面积,m2 ; Q为通过弯头脱水器的实际烟气量,m3/h; 为脱水器

进出口处气体流速,m/s。

脱水器进出口可采取方形或矩形截面。

II)脱水器叶片的设计弯头脱水器内部叶片的安装形式种类很多。图6-123所示为单 片叶片,图6-124所示为多片叶片。

图6-124所示之弯头脱水器,其叶片间距a的确定直接关系到脱水器的脱水效率及设备 的正常运行,一般叶片间距太大会降低脱水效率,太小会造成堵塞。过去设计中一般采用 80?100mm,以后发现叶片容易堵塞,故设计中可采取160?200mm。

图6-124脱水器叶片上设有排污孔,所脱水滴通过排污孔漏至接水板上,然后汇集到排 水管引出,排污孔的面积为叶片面积的20%?25%,最大可取30%。排污孔宽度应大于 接水板与叶片之间距,根据灰尘的黏结性能不同而异,一般为80mm。

3.弯头脱水器的技术性能

(1)进出口流速除尘器(如文氏管)出口气速一般约为15m/s,但其中水滴流速在文 氏管为正装时约为30m/s。为提高脱水效率,弯头脱水器人口流速应不大于12m/s,出口气 流速度应低于入口,可取8m/s。脱水器内的截面流速取5?10m/S。

⑵阻力图6-123所示90°弯头脱水器阻力一般为200?300Pa。图4-124所示180=弯 头脱水器根据实际使用情况,阻力一般可取300?500Pa。

e.脱水效率弯头脱水器一般可除去直径30pm以上的水滴作为第一级的脱水设备. 其效率约为85%?90%。

4.设计注意事项

①在顶吹氧气转炉双级文氏管湿式净化系统中,第一级文氏管后最忌装设弯头脱水器? 应特别注意防止堵塞,应有清理措施和定期维护工作。

为提高系统的脱水效率,当弯头脱水器第二级净化设备脱水时,在烟气进风机前还 应设精脱水设备。

③弯头脱水器的叶片,应设有水冲洗装置,以便定期清理。

④弯头脱水器的侧面应设两个清扫门,清扫门的面积应尽量大一些,清扫门与弯头本 体间用折页连接,同时保证脱水器的气密性,关闭用楔锁进行固结,以减轻启闭时的劳动 强度。

五、网格脱水器

网格脱水器又称丝网脱水器。这种脱水器由金属丝网 构成,清除液体量最高且流动速度很大时,网格形状与尺 寸仍能保持不变。滤网由直径0.1?0.4mm的多层丝编织 而成。丝网材料为合金钢、不锈钢金属丝,有时用氟塑料、

聚丙烯丝、镍丝、铜丝等。网格脱水器构造如图6-125 所示。

1.结构设计

将滤网制成皱纹(高度为3?10mm),并使网格的皱纹 图6425网格脱水器构造 不重合。滤层的厚度为50?300ttim。直径小于2m的脱水1—支撑环;2—辅助支撑;过滤材料 器,把滤网卷成致密的柱形元件。为便于在大直径除尘器

内安装,过滤元件制成标准尺寸与标准形状,这就可通过安装孔安装,见图6-125。不同用 途的

过滤层放在框架上,它由带钢、角钢或槽钢制成。其上面再放置一支撑骨架。有时网格 脱水器放在工艺设备之外的单独壳体内。

表6-56不同用途的网格脱水器的参数


为提高除雾效率,应用二级网格脱水器。第一 级滤层网格较小,密度较大(达224kg/mi>,有 雾滴固定器的作用,第二级滤层密度较低(96? lllkg/m3),应用皱纹高度不同,网格尺寸也不同 的滤网,即可填充密度不同。

下部滤层处于淹没状态,因而改善除雾情况, 提高气体运动速度,增强上层滤网对液滴的惯性截 获实践表明,湿网除雾效率比干网高。级间距 离应为设备筒径的3/4?

膜状沉降液体向网丝交点处移动,形成大水 滴,在重力作用下,克服表面张力及上?气流的气 动阻力,迎着气流流到下层网格上6在一定的气流 及液体负荷范围内,均可见到这种情形。气流到适 一定速度时,液体会填满网格层的大部分自由空 间一部分液体会被气流带走,亦即会产生二次流 失。刚好产生液体二次流失的负荷是允许的最高负 荷,该负荷对应着最高效率。液体流失不大时,水 平滤层前的上升气流的允许气流速度为0j? 1. Sm/a ?

形状和放置方法也有差异。

转网脱水器可直接放在设备(如洗涤塔等)内,如图6-126所示w ?可单独安装在壳外 构成网格除雾器,如图6-127所

当脱水器直径小于1.2n^t可做成圆盘状正体,如水龙带卷起来一样,并架在用扁钢 制成的框架上,形成一个整体式网格脱水器,大直径的网格脱水器,可以预制成一定宽度 的,用丝网连成所需厚度的网块。并用fr?2mm直径的金属丝绑扎在扁钢制的框架上,拼 成整体网格脱水器。

1.丝网材质及规格

丝网的材质有金属丝、非金属丝(锦纶丝、聚乙烯丝)以及金属丝与離金属丝交织三 类。金属丝多用于型脱水装置,非金属丝多用于小型脱水装置。

皱形网带的网套编织结构如图6428所泰9,其规格见表6-57。

2.网格脱水器的技术性能

(1)气体通过丝网的允许速度为使网格脱水器充分发挥效果,应选择合适的气流速 度,以产生必要的惯性作用。气速过小,夹带在气体中的雾粒就漂浮着,不能撞在细丝上, 仍随气流通过丝网,而除不下来。气速过大,会造成液泛,即聚集的液滴不容易降落,结果

液滴充满网,形成一层水滴层,气体通过丝网时又重新带沫。故气速一般通过实验来决定。

(b)髙效型丝网

影响气体通过丝网容许气速的因素很多,如气体和液体的重度、液体的表面张力、液体 的黏度、丝网的比表面积、气体中的沫量等。其中主要是气体和液体的密度。

表6-57丝网规格

注:规格140?秘0型即表示400mm宽度的网,其上有140个孔眼。


气体通过丝网的允许速度t/也可按式(6-122)计算。

u=K /°w Pg C昝 122)

V Ps

式中,为允许速度,m/s; (Ow为液粒密度,kg/m3; &为气体密度,kg/m3; K为 速度常数(由实验决定),见表6-56,对大多雾滴分离是有效的,当液体黏度和雾沫夹带负 荷较大或液体很脏时,采用的K值比表中稍小。

气体通过丝网层的截面速度一般可取0. 5?4m/s左右。

(2)网格脱水器的阻力A/?气体通过丝网的阻力为15G?250Pa,网格脱水器的阻力 Sp可由下式计算:

Ap =Api +A/>2 (6-123)

式中,为网格脱水器设备的流动阻力,Pa; A>2为气体通过丝网层的阻力,Pa。 按图6-129选用,图中L为液体的质量流量。

ftfiOg

= .《6-1 辦

式中,:S(为网格脱水器结构中各部分的局部阻力系数之和;Vl为通过网格脱水器的 气流流速,m/s。

Ql = § (6-125)

式中,Ql为液体质量流量,kg/(h.m2); G为进网格脱水器气体中的含水量,kg/h; S为网格脱水器的流通截面积,m2。

压力损失(Pa)还可以由下式计算:

Aj> = - g X9. 8 (6-126)

式中,/为摩擦系数,为5.3〔H ° 32,对金属丝,取1.5; H为网层高度,m;

e为孔隙率,见表6-58; g为重力加速度,g = 9.8m/S2; rfw为丝网丝直径,m。

将脱水器的网格润湿后,气动阻力将比干燥网格分离器的阻力大0, 5?1倍,因气体中 液体的初始质量浓度小于5kg/m3时,滤层底部会存留液体。图6-130示出了阻力与气流速 度的关系曲线。试验条件,层厚100mm,包扎密度182kg/m3;滴状水的流量中1为 97. 5kg/(m2 ? h)、2 为 24. 4kg/(m2 ? h)5

2.除雾效率除雾效率於(%)计算公式为:

7f=i-a-C7)N p-izn

式中,C为常数,由表6-58查得;N为丝网层数;为基本效率,由图6-131查得. 图中的及#值分别由下面两式求得:

2.d2mpL2ve

Kex^X ■ , -g (6-128)

y PqcL'w

9pG^v, (_)

MGpL

式中,为雾沫粒径,m; t;g为操作气速,m/s; pc为气体黏度,Pa-s。

图6-132示出了脱水器的分效率的试验曲线。该脱水器,网丝直径为0.152mm,孔隙 度为98.6%,滤层总厚为152mm,液滴分散度较大,过滤层与壁面相连处的密封不良,因 而丝网脱水器一般在雾沫量不是很大时,或雾粒不是特别细的情况下,一般除雾效率可达 99%以上,据有关资料先容,对于5fxm的雾粒,除雾效率为99%;对于的雾粒,除 雾效率为99.5%,并能有效地除去2?5pim的雾粒。

图6-133所示为丝径山=0. 2mm,层数N=48的网格脱水器的粒级效率。由图6-133 可知,这种网格脱水器能除净的液滴在以上。

4.设计注意事项

①烟气含尘浓度较高时,烟气经湿式净化设备净化后,烟气中含有较脏的液滴。因此 一般在烟气进人丝网除雾器之前,尚需设置粗脱水设备,网格脱水器作第二级精脱水。

碰撞系数&

图6-131基本效率曲线 图6-132网格脱水器分效率试骑数据

②网格脱水器应设有定期水冲洗装置,以及时清除网格脱水器上的积泥,水冲装置应

与生产操作连锁进行。

③为了防止丝网与安顿它的壳体、框架等普碳钢结构之间产生腐蚀结块.一般将与丝 网接触部分的结构表面涂一层树脂等,以作绝缘之用。

④丝网放入壳体前必须重新盘绕为一定尺寸,手工盘绕丝网时往往中心部分偏紧,而 外圈偏松,必须掌握恰当。丝网放人时必须与脱水器壁密接,否则会造成气流短路。

六、折板脱水器

折板脱水器是常用的脱水器之一,其优点是不受风量多少限制,可大可小,且除雾效率 较高,制造容易。

(7)工作原理

折板脱水器中液滴分离的原理如图6-134所示,它表示折流板的一段,包括两块折流板

构成一个通道。在通道的每个拐弯处装有一个沉积器,收集并排出液体。液滴与气体在拐弯

处分离。当气流经过拐弯处,离心力阻止液滴随气流流动,一部分液滴将碰撞到对面的壁 上,并聚积形成液膜,被气流带走并聚集在第二拐弯处。在第一拐弯处,气体中分离出来的 液滴,包括大的液滴和靠近第一拐弯处外壁运动的钿滴。只有剩余的细滴,经过通道截面重 新分配后能够靠近第二拐弯处。同样,靠近第二拐弯处外壁的液滴将碰撞到第二拐弯处的外 壁,经过碰撞外壁,液滴聚积成液膜并聚集在第三拐弯处,经过除雾的气流才离开折板脱 水器。

通常,通道的宽度范围为20?fflteim,折流通道内的气流平均速度在竖直流向系统中为 >在水平流向系统中为6?10.m:/_s。

假设碰撞在拐弯处外壁上的液滴都从气体中#离出来,没有液滴再被带走。可能的原因 有两个①液滴在碰撞时的雾化;馨高速度气流剪切力用在液膜的自由表面上。

(8)折板脱水器的构造

为各种折板构造型式。含水滴的气流方向在通道人口处用箭头表示八种 折板的水平流设计,一种折板(R形)为竖直流设计。通道人口宽度用^表示,最窄的横截 面宽度用cn表示。汇集了折板长度t以及表达折板的角a和阻力系数?的数值。SB 丁形 u形 v形

3.性能参数

各种折板构造型式的性能差异不:fc,通常折板脱水器的性能取决于折板间的距离和角 度,折板间距离染#角度大则阻力增加,脱水效率提高,N形折板在不同速度下对不同直 径水滴的捕集效率见图各种折板对含水雾气体通过折板的压降见图6-137。由图可

fe.压降与气体速度关系极大,设计中应予注意。 折板脱水器应用范围较其他脱水器更为广泛,

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