CN104606957B - 锥筒形折流式除雾器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥筒形折流式除雾器。所述除雾器包括若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧，并与升气管在同一轴线上；升气管固定在塔盘上，升气管的顶部设置堵板，在升气管的圆周开有若干条缝，在靠近各条缝的升气管圆周上设置有切向导流翼；其中所述的外筒为正立的圆锥台结构，外筒的顶端设置堵板，堵板与外筒和升气筒密闭连接。本发明的折流式除雾器，通过流体在流动过程中的折流实现液滴与气体的分离。本发明的除雾器结构简单，安装方便，可以有效实现气液分离，适用于化工及环保等领域中的气液分离过程。

Description

锥筒形折流式除雾器

技术领域

本发明涉及一种锥筒形折流式除雾器，属于化学工程中的气液分离领域，适用于化工及环保等领域中的气液分离过程。

背景技术

SO₂和粉尘是造成我国大气污染的重要原因，也是我国当前重点控制的大气污染物。目前，在环保领域大多采用湿法工艺，在湿法工艺烟气脱硫过程中，吸收塔在运行过程中，易产生粒径为10～60微米的“雾”，不仅含有水分，还溶有硫酸、硫酸盐、SO₂等，对大气环境造成污染，同时对排气筒和热交换器等造成较严重的腐蚀。因此，湿法脱硫工艺中，净化气体在离开吸收塔之前必须要除雾。

除雾器是化工或环保等领域用于气液分离的处理设备。当含有雾沫的气体以一定的速度通过除雾器时，会与除雾器内部结构相撞，并依附在其表面上。除雾器内部结构表面上的雾沫，经过扩散和重力的作用会逐步聚集，当重量达到一定水平后，就会从除雾器内部结构上分离下来。从而实现气液分离。除雾器一般设置在吸收塔顶部。当除雾器在运行过程中因结垢而造成阻力降增大至预定值时，就需要启动反冲洗程序对除雾器进行冲洗，一般，在除雾器进气端和排气端均需设置冲洗喷嘴。此时可能导致气相对液相的严重夹带，导致气相带液。

根据除雾器的用途、结构可以分为很多种类，如丝网除雾器、人字板除雾器、旋流板除雾器、电除雾器、百叶窗式除雾器和重力沉降型除雾器等。常用的有丝网除雾器、人字板除雾器、旋流板除雾器等。丝网除雾器虽然能分离一般的雾沫，但要求雾沫清洁、气流流速较小，且阻力降大，使用周期短，设备投资大。目前除雾器一般都采用水平布置，除雾器气体流动方向与丝网垂直，气速较低时，夹带的雾沫惯性小，在气体中飘荡，不能与丝网碰撞接触而被去除，而且由于被分离液滴与气相呈逆流流向，气体对液滴易产生二次夹带，从而使气液分离效率降低，并且丝网除雾器还存在容易堵塞，压力降大等问题。叶片型、人字形除雾器内部安装有方向各异、形状各不相同的折流板，以形成小的流道，增加除雾效果，结构较复杂，分离效果不好。旋流板除雾器被分离液滴与气体流向相同，易产生二次夹带，降低除雾效率，并且压降大，能耗较高。

专利CN200410014713.X介绍的除雾元件由折流板和烟气流场调整块组成，折流板固定在烟气流场调整块上，折流板的密度和形状根据流通截面各处流场参数的变化而改变，从而使吸收塔中气流的流通截面呈均匀分布。仍然摆脱不了液滴降落过程中，气液逆流现象，即易产生二次夹带。专利CN200920128824.1介绍的除雾器由冷却器、粗除雾器和精除雾器等构成，粗除雾器为波形板或除雾板，精除雾器为钢丝网，该除雾器改变了传统除雾器液滴与气流方向逆流流动的缺点，提高了除雾效率，但该除雾器结构较复杂，制作困难，而且由于采用了丝网结构，除雾器压降较大，也比较容易堵塞。

专利CN200720038084.3介绍的旋流板除雾器由叶片、盲板、罩筒和环板所构成，该除雾器主要利用叶片来推动气体进行旋转，雾滴受到离心力的作用，被甩向塔壁，雾滴聚并汇集，完成气液分离，但该除雾器在使气相形成离心力时，需要较高的气速，所以压降较大，能耗较高。

美国专利US7618472B2提供了一种叶片型除雾器，该除雾器由波形板、平板和百叶窗板等构成，并形成很多凹腔或流道。气液混合物进入除雾器后，流体流道发生偏移，使得流体流向得以数次改变，而且速度变化的非常快，液相很容易从气相分离出来。该技术液相由气相分离过程中，可以实现气液错流，因此气相对液滴的二次夹带作用大大降低，但是该技术结构非常复杂，加工难度也比较大，相应的加工制作费用比较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锥筒形折流式除雾器，通过流体在流动过程中的多次折流实现液滴与气体的分离。本发明的除雾器结构简单，压降小，安装方便，可以有效实现气液分离。

本发明提供了一种锥筒形折流式除雾器，所述的除雾器包括一个或若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧，并与升气管在同一轴线上；升气管固定在塔盘上，在升气管的圆周开有若干条缝，在靠近各条缝的升气管圆周上设置有切向导流翼。

根据本发明的除雾器，其中所述的外筒为正立的圆锥台结构，外筒的顶端设置堵板，堵板与外筒和升气管的上端密闭连接。

本发明的锥筒型折流式除雾器中，所述外筒的内表面上还设置有凸起（或凸台）。所述的凸起与外筒的母线平行，或者可以与母线成一定夹角。所述凸起的截面可以为圆形、三角形、矩形等适宜形状，优选矩形，即所述凸起优选为舌板结构。所述的舌板的旋转方向与升气管上的切向导流翼的旋转方向可以相同或相反。

本发明的锥筒形折流式除雾器中，所述的外筒的内表面上还可以开设有沟槽。所述的沟槽与外筒的母线平行，或者可以与母线成一定夹角。所述沟槽的截面可以为矩形、三角形或圆弧形，本发明中优选为三角形。

其中，所述外筒的下端开口还可以设置成锯齿形结构，从而更加有利于分离出的液体从外筒的内壁成连续流滴落。

夹带液滴的气体自塔盘下部空间进入升气管，气相在上升过程中，由于升气管直径小，气速得以提高，气相夹带液相上升，遇堵板后气相流动方向发生改变（由上升方向改为水平或近似水平方向），而小液滴由于惯性作用与堵板发生碰撞，并附着在堵板上，附着的液滴逐渐变大，液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从堵板表面上被分离下来，完成了一次气液分离。未被分离的气液两相自升气管上部开设的条缝流出，在切向导流翼的导流作用下，使气相又一次发生改变，未被去除的小液滴在切向导流翼转弯处经过相同的作用而被捕集，完成又一次的气液分离。未被分离的气液两相继续流动，当遇到外筒的堵板时，气体流动方向再次发生改变，小液滴附着在外筒的堵板上聚集变大，沿外筒筒壁流下。由于外筒为正立（正置）的锥台形，气相速度减小，夹带液滴的气相在向下流动时，在外筒下部的外沿又一次发生折流，小液滴再次被捕集，液滴聚集变大下落，实现气液分离。

与现有技术相比，本发明的锥筒形折流式除雾器具有以下优点：

1、可以有效脱除气体中夹带的粒径较小的液滴，除雾效率高。升气管上部的封盖板及切向导流翼使夹带雾滴的气相发生折流，实现气液分离。

2、外筒为正立的圆锥台结构，使气相流动速度减慢，且顶端设置堵板，使夹带雾滴的气相发生折流，实现气液分离。

3、外筒内壁上开有凸起，在气相的吹拂和压迫下，由于水具有粘性，使得附着在内壁上的液滴扩散流被挤入凸起与外筒筒壁形成的夹缝中加速了聚并，可以进一步降低雾沫夹带。

附图说明

图1是本发明的锥筒形折流式除雾器结构示意图。

图2为本发明的锥筒形折流试除雾器的升气管、切向导流翼的A-A截面示意图。

图中各标记为：1-塔盘；2-升气管；3-外筒；4-切向导流翼；5-堵板；6-条缝；7-凸起（舌板）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的锥筒形折流式除雾器做进一步的详细说明。

本发明的锥筒形折流式除雾器一般包括一个或若干个并列的除雾组件。如图1和图2所示，每个除雾组件均包括升气管2和外筒3，外筒3设置在升气管2的外侧，并与升气管2在同一轴线上；升气管2固定在塔盘1上，在升气管的圆周开有若干条缝6，在靠近各条缝6的升气管圆周上设置有切向导流翼4。

升气管管壁上开设条缝6的尺寸，可以根据实际的工况需要或设计需求，由本领域技术人员予以确定。如所述条缝6的高度h一般可以为20～500mm，优选200～350mm；条缝6的宽度L一般可以为20～120mm，优选50～80mm。所述条缝的总开缝面积，一般可以为升气管截面积的3～5倍。与条缝6相连位置设有切向导流翼，且切向导流翼的旋转方向一致，切向导流翼主要起引流和折流作用。切向导流翼翘起的角度α一般为5°～45°，优选15°～30°。升气管顶端设有堵板5，与升气管管壁密闭连接。

本发明的锥筒形折流式除雾器中，其中外筒3为正立的圆锥台结构，锥形夹角一般θ为20°～120°，优选40°～70°。外筒3的顶端设置堵板5，即外筒3与升气管2共用堵板5，堵板5与外筒3和升气管2顶端密闭连接，外筒3的下沿距离塔盘1一定距离。外筒3设置在升气管的外侧，并与升气管同轴。外筒3的下沿要低于条缝6的下沿。外筒3的下沿距升气管条缝6下沿的垂直距离B一般可以为20～260mm，优选50～80mm。外筒3下端（开口）直径φ一般可以为升气管直径的1.1～1.6倍，优选1.1～1.2倍。外筒3的高度H一般可以为升气管条缝高度的1.3倍～2倍。外筒3的下沿距塔盘1的高度C一般可以为5～100mm，优选20～50mm。

本发明的锥筒形折流式除雾器中，在外筒3的内表面（内壁）上还可以设置凸起（或凸台）7。所述的凸起7与锥筒的母线平行；或者可以与母线成一定夹角，所成夹角γ一般为5°～45°，优选10°～25°。

凸起7的截面可以为矩形、三角形或圆弧形，本发明中优选为矩形，即凸起7优选为舌板结构。如在图2中，凸起7为舌板。凸起7一般在锥筒的内表面上均匀分布，其数量为升气管条缝数量的1.5～3倍。若干凸起7的旋转方向一致，与切向导流翼4的旋转方向相同或者相反，优选与切向导流翼的旋转方向相反。

本发明的锥筒形折流式除雾器，所述外筒3的下端开口还可以设置成锯齿形结构，从而更加有利于分离出的液体从外筒的内壁成连续流滴落。

工作时，夹带液滴的气体自塔盘1下部空间进入升气管2，气相在上升过程中，由于升气管2直径小，气速得以提高，气相夹带液相上升，遇堵板5后气相流动方向发生改变，而小液滴由于惯性作用与堵板5发生碰撞，并附着在封盖板上，附着的液滴逐渐变大，液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴从堵板5表面上滴落下来，完成了一次气液分离。未被分离的气液两相自升气管 2上部开设的条缝6流出，在切向导流翼4的导流作用下，使气液两相流动方向又一次发生改变，未被去除的小液滴在切向导流翼4转弯处而被捕集，完成又一次的气液分离。未被分离的气液两相继续流动，当遇到外筒的堵板5和凸起7时，气体流动方向再次发生改变，小液滴附着在外筒的堵板5上聚集变大，沿外筒筒壁流下。外筒3内壁上开有凸起7，凸起7与筒壁形成夹缝，也更有利于外筒3表面上的液滴的聚并，同时能够起到导流作用，聚并的液滴变大，并沿筒壁向下流动。由于外筒3的下部为正立的圆锥台，夹带液滴的气相在向下流动时，气相速度减慢，对液滴的夹带能力进一步降低，小液滴在外筒3下部外沿又一次发生折流，小液滴再次被捕集，液滴聚集变大下落，实现气液分离。

实施例

某湿式洗涤塔净化烟气180000Nm³/h，其中显水浓度为10～15g/Nm³，经本发明除雾后排气中显水浓度<0.5g/Nm³，除雾效率>90%。

Claims (16)

1.一种锥筒形折流式除雾器，其特征在于，所述除雾器包括一个或若干个并列的除雾组件，每个除雾组件均包括升气管和外筒，外筒设置在升气管的外侧，并与升气管在同一轴线上；升气管固定在塔盘上，升气管的顶部设置封盖板，在升气管的圆周开有若干条缝，在靠近各条缝的升气管圆周上设置有切向导流翼；其中所述的外筒为正立的圆锥台结构，外筒和升气管的上端设置堵板，堵板与外筒和升气管的上端密闭连接；在外筒的内表面上还设置若干凸起，所述的凸起与外筒的母线平行，或者与母线成一定夹角；所述外筒的下沿低于条缝的下沿。

2.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述凸起的截面为矩形、三角形或圆形。

3.按照权利要求1或2所述的除雾器，其特征在于，所述的凸起为舌板。

4.按照权利要求3所述的除雾器，其特征在于，所述舌板的翘起角度γ为5°～45°。

5.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述的切向导流翼的旋转方向一致。

6.按照权利要求1或5所述的除雾器，其特征在于，所述的切向导流翼翘起的角度α为5°～45°。

7.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述外筒的下端开口还设置成锯齿形结构。

8.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述条缝的总开缝面积为升气管截面积的3～5倍。

9.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述的外筒的锥形夹角θ为20°～120°。

10.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述外筒的下沿距离塔盘一定距离。

11.按照权利要求1所述的除雾器，其特征在于，所述外筒的下端开口直径φ为升气管直径的1.1倍～1.6倍，外筒的高度H为升气管条缝高度的1.3倍～2倍。

12.按照权利要求2所述的除雾器，其特征在于，所述凸起的截面为矩形。

13.按照权利要求4所述的除雾器，其特征在于，所述舌板的翘起角度γ为10～30°。

14.按照权利要求6所述的除雾器，其特征在于，所述的切向导流翼的翘起角度α为15°～30°。

15.按照权利要求9所述的除雾器，其特征在于，所述外筒的锥形夹角θ为40°～70°。

16.按照权利要求11所述的除雾器，其特征在于，所述外筒的下端开口直径φ为升气管直径的1.1倍～1.2倍。