除霧器
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2023-05-06
除霧器的實(shí)例教程
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本次模擬對(duì)象為某超凈除塵除霧塔，為濕法除塵工藝，風(fēng)機(jī)位于本塔前端，超凈除塵除霧塔正壓運(yùn)行，塔體中自下而上共4層除霧器，其中最上層除霧器為二級(jí)旋流除霧器，共24個(gè)旋流葉片，該除霧器位于煙囪底端；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)，當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率＞37Hz時(shí)，塔體開(kāi)始出現(xiàn)晃動(dòng)，經(jīng)討論，塔體出現(xiàn)晃動(dòng)的原因可能與風(fēng)機(jī)頻率增加，風(fēng)量加大，上述旋流除霧器處離心風(fēng)速過(guò)高所致，因此，若要同時(shí)滿足大的處理風(fēng)量，且規(guī)避塔體晃動(dòng)，需通過(guò)切割部分旋流葉片，以保證離心風(fēng)速在塔體晃動(dòng)的臨界值以內(nèi)。現(xiàn)通過(guò)CFD流體仿真對(duì)本設(shè)備內(nèi)煙氣流場(chǎng)進(jìn)行可視化，并在不同風(fēng)量下，切割適當(dāng)數(shù)量的旋流葉片，以確保上述旋流除霧器的離心風(fēng)速和阻力在臨界值以內(nèi)。
二、模擬內(nèi)容
當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率為37Hz時(shí)，除霧塔出口煙氣量為350000m3/h，此時(shí)，塔體未出現(xiàn)晃動(dòng)；當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率分別增加至40Hz，45Hz，50Hz，除霧塔出口煙氣量分別為378000m3/h，435000m3/h，470000m3/h；現(xiàn)計(jì)算上述4種風(fēng)量下的旋流除霧離心風(fēng)速及阻力，以350000m3/h風(fēng)量下的模擬結(jié)果為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別對(duì)378000m3/h，435000m3/h，470000m3/h這三種風(fēng)量下的旋流器進(jìn)行葉片切割，以確保這3種風(fēng)量下的離心風(fēng)速與評(píng)價(jià)指標(biāo)接近，滿足評(píng)價(jià)指標(biāo)。
三、計(jì)算模型及邊界條件
3.1 模型建立
根據(jù)除塵除霧塔規(guī)格，按除塵器圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 除塵除霧塔三維模型
in02為旋流除霧器前壓力監(jiān)測(cè)面。
3.2 邊界條件
計(jì)算參數(shù)如下，共4種煙氣量，煙氣溫度為40℃。進(jìn)口邊界條件為速度進(jìn)口，出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，壁面函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，固壁面設(shè)置為無(wú)滑移壁面，塔體中三層除霧器設(shè)置為多孔介質(zhì)邊界。
展開(kāi) <p class="ql-align-center"><br></p><p>1、 <strong>模擬說(shuō)明及三維模型</strong></p><p>本次模擬對(duì)象為某廠1#脫硫塔頂部二級(jí)除霧器（<span style="color: rgb(64, 64, 64);">二級(jí)</span><span style="color: rgb(25, 27, 31);">除霧器</span><span style="color: rgb(64, 64, 64);">可捕集更小的液滴（如直徑＜20μm的微滴），降低煙氣攜帶的游離水分，避免下游設(shè)備腐蝕或煙囪“石膏雨”現(xiàn)象</span>），經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)，本除霧器使用效果良好，各項(xiàng)污染物排放指標(biāo)均能滿足合同要求，但監(jiān)測(cè)驗(yàn)收時(shí)，由于環(huán)保局監(jiān)測(cè)設(shè)備未能及時(shí)更新?lián)Q代，在除霧器上方測(cè)樣時(shí)，測(cè)孔處有水滴飛濺而出，且有部分水流由測(cè)孔流出，導(dǎo)致難以獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；現(xiàn)提出如下解決方案：在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上下加導(dǎo)流槽，將部分水流收集，以避免或減少監(jiān)測(cè)時(shí)檢測(cè)孔的大量出水，并通過(guò)CFD-DPM模型計(jì)算導(dǎo)水槽收集的水量，判斷其方案是否可行。</p><p>監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近的水量主要分為3部分：（1）旋流煙氣中自帶的液滴；（2）監(jiān)測(cè)位置下方筒壁上凝結(jié)的部分水膜，被高速氣流吹起并再次隨旋流煙氣上升的一部分水；（3）監(jiān)測(cè)位置上方筒壁上凝結(jié)的部分水膜，在重力作用下，沿筒壁向下流動(dòng)的一部分水。采用DPM模型計(jì)算時(shí)，只考慮（1）中所述液滴，其在離心力的作用下，被甩至導(dǎo)水口及導(dǎo)水槽進(jìn)而被收集。</p><h4>排水槽位置與數(shù)量</h4><ul><li>位置：必須位于旋流器下游煙氣旋流液滴被甩向壁面后、液膜匯集路徑的下方。通常通過(guò)流場(chǎng)模擬確定液膜最集中、最穩(wěn)定的區(qū)域。</li><li>數(shù)量：不宜過(guò)多或過(guò)少。通常根據(jù)煙囪周長(zhǎng)，設(shè)置4-8個(gè)均勻分布的排水槽，確保能從整個(gè)圓周有效收集液體。
展開(kāi) <p class="ql-align-center"><br></p><p>1、 <strong>模擬說(shuō)明及三維模型</strong></p><p>本次模擬對(duì)象為某脫硫塔頂部除霧器，由于監(jiān)測(cè)點(diǎn)位含水量過(guò)大，對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果影響較大，現(xiàn)場(chǎng)提出如下解決方案：拆掉一半旋流葉片，減少離心風(fēng)速，即降低旋流而上液滴量，整體風(fēng)速降低也有利于液滴在重力作用下的降落，從而達(dá)到減少測(cè)點(diǎn)處含水量的目的。<span style="color: rgb(64, 64, 64);">脫硫二級(jí)旋流器除霧的原理主要基于離心分離和慣性碰撞的物理機(jī)制，用于在濕法脫硫（如石灰石-石膏法）系統(tǒng)中高效去除煙氣中的霧滴和微小顆粒。但</span>由于煙囪中的水量大部分并非從旋流器而來(lái)，而是由于煙囪升高，溫度降低，氣體凝結(jié)而成的水；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量：從煙囪標(biāo)高40m處至出口，每隔5m監(jiān)測(cè)一段水量，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下所示：</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/841aeedfc363b4ff18509de2d4fce114.png"></p><p><strong>模擬方法及目的</strong>：本次模擬采用DPM模型，筒壁采用wall-film邊界，液滴粒徑取50μm；在40m標(biāo)高至75m標(biāo)高之間，每隔5m位置處設(shè)一圓環(huán)面作為液滴入射面，根據(jù)上述所測(cè)水量輸入液滴流量；并從原始檢測(cè)孔位置（標(biāo)高55.3m）至最高極限監(jiān)測(cè)點(diǎn)（監(jiān)測(cè)面位置距煙囪出口為2倍煙囪直徑）每隔3m設(shè)置一處監(jiān)測(cè)面，并拾取每個(gè)監(jiān)測(cè)面上的粒子分布，并以此為判斷拆掉一半旋流葉片是否能達(dá)到降低測(cè)點(diǎn)含水量目的的依據(jù)。
展開(kāi) 試驗(yàn)表明，在所需的高氣體流量條件下，除霧器無(wú)法完全去除氣流中的細(xì)霧和液滴。從而導(dǎo)致潛在的酸性液滴被排放到大氣中。工程師們使用CFD仿真洗滌塔的運(yùn)行過(guò)程，發(fā)現(xiàn)吸收塔中氣體明顯分布不均。這與塔和進(jìn)氣管道的幾何形狀有很大關(guān)系。在下一步的CFD工作中，工程師們（包括Hoogovens和Koch的工程師）評(píng)估了其他幾個(gè)塔和管道設(shè)計(jì)方案，并選擇了一個(gè)能以最低的費(fèi)用解決氣體分布不均勻問(wèn)題的設(shè)計(jì)方案。
由Hoogovens技術(shù)服務(wù)公司設(shè)計(jì)和安裝，用于鋁冶煉廠的脫硫塔由兩個(gè)51英尺、直徑6英寸的不銹鋼立式吸收塔組成，該吸收塔逆氣流噴射硫酸鈉/碳酸鈉溶液。氣體與溶液接觸后，通過(guò)除霧器除去氣流中殘余的細(xì)霧和液滴。本應(yīng)用中使用的FLEXICHEVRON?除霧器由Koch-Glitsch旗下分公司KochOtto York生產(chǎn)。該除霧器由一組旋轉(zhuǎn)葉片組成，這些葉片迫使氣體改變運(yùn)動(dòng)方向，然后利用慣性使液滴撞擊葉片，從而在氣流中去除這些液滴。這些除霧器基本上（99%以上）可以收集直徑為8至40微米之間的顆粒，這最終取決于設(shè)計(jì)參數(shù)。
圖1：洗滌塔圖像
水氣攜帶問(wèn)題
根據(jù)除霧器規(guī)定，通過(guò)每個(gè)吸收塔（共兩個(gè)吸收塔）的正常氣體流量應(yīng)為1,099,600 ACFM（每分鐘立方英尺的實(shí)際流量）。
當(dāng)其中一個(gè)吸收塔不運(yùn)作時(shí)，則指定單個(gè)吸收塔處理2,034,870 ACFM。在空氣/水試運(yùn)行期間，目測(cè)水氣流量為1,300,000 ACFM，遠(yuǎn)低于單臺(tái)機(jī)組運(yùn)行的規(guī)定設(shè)計(jì)條件。
Hoogovens要求邀請(qǐng)除霧器制造商來(lái)幫助解決問(wèn)題。需要注意的是，只有當(dāng)速度保持在或低于其設(shè)計(jì)極限時(shí)（在這種情況下氣體流速為每秒17-18英尺），除霧器才能有效地去除液滴。
展開(kāi) 二是利用脫硫系統(tǒng)本身裝設(shè)在吸收塔內(nèi)部除霧器上的沖洗裝置進(jìn)行滅火，此種方式在多數(shù)情況下能有效及時(shí)地控制吸收塔內(nèi)部的著火，是各廠控制消滅火情的首選方式。但這種方式存在著一定的隱患。原因有兩個(gè)；第一、除霧器沖洗管路位于吸收塔內(nèi)部一二除霧器中下部，頂層除霧器或除霧器上部著火噴淋系統(tǒng)發(fā)揮不了作用；第二、除霧器沖洗管路本身為PPR材質(zhì)，易燃、不耐高溫，受熱后易彎曲、變形或著火后斷裂，即使啟動(dòng)除霧器沖洗水泵也不能形成有效噴淋進(jìn)行滅火。鑒于此，建議在脫硫系統(tǒng)除霧器模塊上層增加一級(jí)事故沖洗管路，管路選用材質(zhì)為316L不銹鋼管，即防止腐蝕又耐熱、不怕灼燒。當(dāng)有火情發(fā)生時(shí)投入除霧器沖洗水泵可進(jìn)行全覆蓋滅火，無(wú)火情時(shí)也可作為上層除霧器沖洗用，能有效降低除霧器堵塞幾率，這樣既可以保證吸收塔滅火及時(shí)有效，減少經(jīng)濟(jì)損失，又能保證脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外還應(yīng)提高工作人員及管理人員的防火意識(shí)，加強(qiáng)安全管理；防腐膠區(qū)實(shí)行隔離；嚴(yán)格遵從防腐區(qū)出入制度；配備滅火器材；員工使用防火器具，防爆電器等；加強(qiáng)吸收塔通風(fēng)，嚴(yán)禁明火；工作結(jié)束后必須清理現(xiàn)場(chǎng)；禁止在吸收塔附近堆放物品；定期進(jìn)行防火應(yīng)急演練。
三 關(guān)注脫硫脫硝系統(tǒng)中潛在的安全隱患
在脫硫脫硝系統(tǒng)中還存在著一些安全隱患，即在脫硫脫硝系統(tǒng)操作過(guò)程中存在發(fā)生觸電事故的隱患，觸電事故的發(fā)生過(guò)程為脫硫及脫硝系統(tǒng)的濾液水池、集水泵池、廢水池均為內(nèi)壁有防腐層，而目前的防腐層多為樹(shù)脂或玻璃鱗片等材料，該類(lèi)材料為絕緣材料，同時(shí)上述水池中多為酸性或堿性溶液，絕緣材料構(gòu)成的池壁和酸堿性溶液極容易形成類(lèi)似液體電解質(zhì)電容結(jié)構(gòu)，如果放置到池中的潛水泵部件發(fā)生漏電現(xiàn)象，當(dāng)潛水泵發(fā)生漏電時(shí)，由于上述水池內(nèi)壁為絕緣材料，水泵漏電電流較小，不足以使開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作跳閘，同時(shí)漏電電流給池中溶液充電，當(dāng)人員進(jìn)入水池時(shí)即發(fā)生觸電現(xiàn)象。
展開(kāi) 
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除霧器的最新內(nèi)容
<span style="color: rgb(64, 64, 64);">脫硫二級(jí)旋流器除霧的原理主要基于離心分離和慣性碰撞的物理機(jī)制，用于在濕法脫硫（如石灰石-石膏法）系統(tǒng)中高效去除煙氣中的霧滴和微小顆粒。
某廠脫硫塔整體系統(tǒng)阻力分析9個(gè)月前
運(yùn)行一段時(shí)間后，系統(tǒng)在滿負(fù)荷運(yùn)行中出現(xiàn)阻力大的情況，現(xiàn)場(chǎng)分析可能為二級(jí)除霧器結(jié)垢，即除霧器葉片表面被漿液或顆粒物覆蓋，造成氣流通道變窄，但在停機(jī)后檢查，二級(jí)除霧器并無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，也無(wú)堵塞。因此分析為工況滿負(fù)荷后，煙氣量超過(guò)設(shè)計(jì)煙氣量，造成二級(jí)除霧器流速過(guò)大，阻力上升，這僅為推測(cè)，為驗(yàn)證這一推測(cè)。對(duì)脫硫系統(tǒng)建立三維模型做CFD流場(chǎng)分析，判斷運(yùn)行阻力異常的原因。
<p class="ql-align-center"><br></p><p>1、 <strong>模擬說(shuō)明及三維模型</strong></p><p>本次模擬對(duì)象為某廠1#脫硫塔頂部二級(jí)除霧器（<span style="color: rgb(64, 64, 64);">二級(jí)</span><span style="color: rgb(25, 27, 31);">除霧器</span><span style
一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本次模擬對(duì)象為某超凈除塵除霧塔，為濕法除塵工藝，風(fēng)機(jī)位于本塔前端，超凈除塵除霧塔正壓運(yùn)行，塔體中自下而上共4層除霧器，其中最上層除霧器為二級(jí)旋流除霧器，共24個(gè)旋流葉片，該除霧器位于煙囪底端；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)，當(dāng)風(fēng)機(jī)頻率＞37Hz時(shí)，塔體開(kāi)始出現(xiàn)晃動(dòng)，經(jīng)討論，塔體出現(xiàn)晃動(dòng)的原因可能與風(fēng)機(jī)頻率增加，風(fēng)量加大，上述旋流除霧器處離心風(fēng)速過(guò)高所致，因此，若要同時(shí)滿足大的處理風(fēng)量，且規(guī)避塔體晃動(dòng)
經(jīng)脫硫洗滌后的凈煙氣經(jīng)過(guò)除霧器脫水后進(jìn)入換熱器，升溫后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪排入大氣。
而常見(jiàn)的脫硫技術(shù)是石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫，其工藝采用價(jià)廉易得的石灰石作為脫硫劑，石灰經(jīng)過(guò)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)過(guò)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{液。
目前常用的除霧裝置有折板除霧器和絲網(wǎng)除霧器。折板除霧器，這種裝置較簡(jiǎn)單，除霧效果較好。絲網(wǎng)除霧器，這種裝置效率高，可除去直徑大于5um的液滴。
液體的出口裝置
填料塔的出口裝置既能使液體通暢引（排）出外，還要保證形成對(duì)塔內(nèi)氣體的液封，并能防止液體夾帶氣體。常用的液體出口裝置可采用水封。
根據(jù)圖紙進(jìn)行三維建模，計(jì)算模型包括脫硫塔、氣液分離裝置、水洗噴淋層和超凈除霧裝置，認(rèn)為進(jìn)口的氣流流速分布是均勻的，進(jìn)口速度由煙氣量換算而來(lái)，為13.12m/s，出口邊界為壓力邊界，取壓力值為0Pa，煙氣為飽和濕煙氣，煙氣溫度為100℃。計(jì)算模型及參數(shù)如下圖。
計(jì)算結(jié)果
流場(chǎng)內(nèi)氣流流動(dòng)狀態(tài)如下：
速度流線圖
中間截面速度分布
氣液分離及超凈除霧層出口速度分布
塔內(nèi)頂部的噴淋中和液體噴淋在填料層上形成一層液膜，酸堿廢氣進(jìn)入填料層吸收或中和反應(yīng)，填料層能提供足夠大的表面積與廢氣充分接觸，對(duì)氣體流動(dòng)又不造成過(guò)大的阻力，吸收或中和后的氣體經(jīng)除霧器收集后，由出風(fēng)口排出塔外。
填料層結(jié)構(gòu)主要是去除有害氣體（硫化物、硝化物等），吸收液采用堿液吸收，填料層增大氣液接觸面積，吸收后的液體可以在填料層正常滲漏。
目前常用的除霧裝置有折板除霧器和絲網(wǎng)除霧器。折板除霧器，這種裝置較簡(jiǎn)單，除霧效果較好。絲網(wǎng)除霧器，這種裝置效率高，可除去直徑大于5um的液滴。
液體的出口裝置
填料塔的出口裝置既能使液體通暢引（排）出外，還要保證形成對(duì)塔內(nèi)氣體的液封，并能防止液體夾帶氣體。
目前常用的除霧裝置有折板除霧器和絲網(wǎng)除霧器。折板除霧器，這種裝置較簡(jiǎn)單，除霧效果較好。絲網(wǎng)除霧器，這種裝置效率高，可除去直徑大于5μm的液滴。
