CN109794103A - 用于烟气脱水装置的组合式导流体 - Google Patents

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吴涛
王俊
李建
张硕
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CNPC Northeast Refining and Chemical Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明属于湿法脱硫尾气脱水技术领域，提供了一种用于烟气脱水装置的组合式导流体，在原始的烟气脱水装置的基础上设计新型旋分叶片，并增设锥形导流体阵列和变径管道，共同组成组合式导流体；设置锥形导流体阵列的目的是使进入到烟气脱水装置中的烟气实现二次导流并能增强导流效果，烟气经过旋分叶片实现一次导流后，部分未除水烟气再经过锥形导流体阵列实现二次导流，实现有效脱水。本发明实际工作时，带水烟气进入烟气通道，在旋分装置作用下进行第一次导流，由于后方加装导流体阵列，管道中心压损增加，使更多烟气能够进入除水结构，而部分烟气依旧仅在管道中心流动。

Description

用于烟气脱水装置的组合式导流体
技术领域
本发明属于湿法脱硫尾气脱水技术领域，具体是一种用于烟用于烟气脱水装置的组合式导流体。
背景技术
工厂烟气中SO2的排放是造成大气污染的主要原因之一，采用湿法脱硫技术是常见的技术。但是经湿法脱硫技术的尾气含水量(气态和液态)高达20％，烟气会在烟道管壁聚集成液滴会造成落雨现象，对管壁甚至风机造成腐蚀，造成湿法脱硫系统停运，甚至可能导致整个机组停机。目前对于尾气除水最常采用的方法是在湿法处理后段加装旋分脱水装置，利用旋分叶片改变烟气方向使烟气能够打到管道壁面，并在壁面凝结流下，从而打到烟气脱水的目的。
中国专利申请号CN106582120A公开了一种烟气脱水的汽液分离筒及脱水装置和系统。该装置为含水烟气提供了一个汽液分离方案，利用有多个开口的筒体，利用气液密度差，将液滴甩到筒壁，使其从开口流出。
如上述发明，为了保证脱水效率，烟气除水装置通常在壁面设置填料或其他脱水结构，如上述发明在烟气管道中增加了一层开孔分离筒，此种设计会提高装置局部压损，导致部分烟气并没有通过脱水结构。而且脱水装置一般都采用旋分叶片导流的方式，为了减小压损，旋分叶片轴都采用锥形设计，烟气在流经旋分叶片后，会在轴后方形成负压区，同样导致部分烟气流向管道中心，无法通过脱水结构。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于烟气脱水装置的组合式导流体设计方案，利用旋分叶片和锥形导流体共同作用，保证导流效果，
本发明的技术方案：
一种用于烟气脱水装置的组合式导流体，在原始的烟气脱水装置的基础上设计新型旋分叶片4，并增设锥形导流体阵列5和变径管道3，共同组成组合式导流体；设置锥形导流体阵列5的目的是使进入到烟气脱水装置中的烟气实现二次导流并能增强导流效果，烟气经过旋分叶片4实现一次导流后，部分未除水烟气再经过锥形导流体阵列5实现二次导流，实现有效脱水；
所述的新型旋分叶片4在原始旋分叶片设计的基础上，在圆锥轴底端设计圆台形阻挡件，避免旋分叶片导流后产生的负压区域对导流效果的影响；
所述的变径管道3设置于烟气入口1和旋分叶片4之间，使得从烟气入口1到旋分叶片4之间的管道呈现直径逐渐变大，增加烟气流通面积，弥补在加装旋分叶片4以及锥形导流体阵列之后造成的整体压损；
所述的锥形导流体阵列5主要由导流体支架8和多个锥形导流体9组成，导流体支架8焊接于烟气脱水装置内壁，锥形导流体9均匀固定在导流体支架8上；锥形导流体9的底面直径D：
式中：N为锥形导流体阵列中锥形导流体9个数；d1为变径管道3入口端直径，即最小直径端；d2为变径管道3出口端直径，即最大直径端；
所述的锥形导流体阵列5安装在旋分叶片4上方H处，根据烟气脱水装置脱水效率确定；
所述的旋分叶片4的数量确定如下：
d为旋分叶片锥形轴底面直径；λ为旋分叶片的厚度。
本发明的有益效果：本发明实际工作时，带水烟气进入烟气通道，在旋分装置作用下进行第一次导流，由于后方加装导流体阵列，管道中心压损增加，使更多烟气能够进入除水结构，而部分烟气依旧仅在管道中心流动。通过试验计算除水结构的吸水效率，在除水结构将第一次导流的烟气干燥后的位置处安装导流体阵列，对中心流动烟气进行二次导流，达到最终烟气脱水的目的。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为锥形导流体阵列结构示意图。
图3为旋分叶片结构示意图，(a)为侧视图，(b)为斜二俯视图。
图4为装置烟气矢量流线图，(a)为不加装锥形导流体阵列时气体流线图，(b)为加装锥形导流体后的流线示意图。
图中：1烟气入口；2进水管道；3变径管道；4旋分叶片；5锥形导流体阵列；6除水管道；7烟气出口；8导流体支架；9锥形导流体。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，为烟气脱水装置等比模型，径管道3入口端直径为209mm，出口端直径为263mm。在除水管道底部加装旋分叶片，如图3所示，焊接于壁面，旋分叶片锥形轴底面直径为d，叶片厚λ，叶片数为n，旋分叶片整体高h。旋分叶片上部设置的圆台形阻挡件，底部和旋分叶片锥形轴底面直径相同，高为h1。
其中：d＝75mm；λ＝2mm；n＝20；h＝125mm；h1＝50mm；
在旋分叶片上方H处的管道壁上焊接安装导流体阵列支架，在支架上焊接5个锥形导流体，每个锥形导流体底面直径为D，锥度为1：X。
其中：H＝245mm；D＝75mm；X＝3；
实施结果：
对加装锥形导流体阵列前后进行试验测量，在装置前端利用风机、管道加热器，高压微雾加湿器以及气液混合箱模拟含水烟气，并在壁面布置5mm厚的吸水填料，测量烟气出口的液含率，测量结果如下：
试验结果表明：在加装导流体阵列之后，填料吸水效果明显加强，为仅安装旋分叶片效率的181％。

Claims (1)

1.一种用于烟气脱水装置的组合式导流体，其特征在于，在原始的烟气脱水装置的基础上设计新型旋分叶片(4)，并增设锥形导流体阵列(5)和变径管道(3)，共同组成组合式导流体；设置锥形导流体阵列(5)的目的是使进入到烟气脱水装置中的烟气实现二次导流并能增强导流效果，烟气经过旋分叶片(4)实现一次导流后，部分未除水烟气再经过锥形导流体阵列(5)实现二次导流，实现有效脱水；
所述的新型旋分叶片(4)在原始旋分叶片设计的基础上，在圆锥轴底端设计圆台形阻挡件，避免旋分叶片导流后产生的负压区域对导流效果的影响；
所述的变径管道(3)设置于烟气入口(1)和旋分叶片(4)之间，使得从烟气入口(1)到旋分叶片(4)之间的管道呈现直径逐渐变大，增加烟气流通面积，弥补在加装旋分叶片(4)以及锥形导流体阵列之后造成的整体压损；
所述的锥形导流体阵列(5)主要由导流体支架(8)和多个锥形导流体(9)组成，导流体支架(8)焊接于烟气脱水装置内壁，锥形导流体(9)均匀固定在导流体支架(8)上；锥形导流体(9)的底面直径D：
式中：N为锥形导流体阵列中锥形导流体(9)个数；d1为变径管道(3)入口端直径，即最小直径端；d2为变径管道(3)出口端直径，即最大直径端；
所述的锥形导流体阵列(5)安装在旋分叶片(4)上方H处，根据烟气脱水装置脱水效率确定；
所述的旋分叶片(4)的数量确定如下：
d为旋分叶片锥形轴底面直径；λ为旋分叶片的厚度。
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