CN110575738A - 一种湿烟气综合脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工行业湿法洗气后处理技术领域，提供了一种湿烟气综合脱水方法，在烟气管道内增添旋分叶片，并在旋分叶片上方设置导流填料，在去除游离水后添加增压析水装置以增加烟气管道内的气压，使气态水析出并去除，达到游离水和气态水综合去除的效果。本发明在实际工作中能够将湿烟气中的游离水和气态水同时去除，能够保证烟气在和环境发成热交换降温后依旧并不析出游离水，而且在除水过程中不需要热量交换，大幅节省能源消耗。

Description

一种湿烟气综合脱水方法

技术领域

本发明属于化工行业湿法洗气后处理技术领域，具体是一种湿烟气综合脱水方法。

背景技术

对于工业生产中排放的烟气均有一定的排放要求来防治大气污染，在化工生产中，二氧化硫是常见污染排放物之一。为将二氧化硫的排放量控制在一定范围之内，常采用湿法脱硫技术，将烟气通入洗涤塔，用液态脱硫剂(如石灰石浆液)吸收烟气中的中的二氧化硫，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。烟气脱水常用的解决办法是波纹板除雾器，其分离回收液态水的效率可以达到50％。烟道内脱水的原理是微细液滴在上升的气流中主要受到气流的重力和吹托力的作用。当气流的吹托力小于液滴重力时，依靠重力即可分离回收液态水。但是，气速的增加到一定速度后，对颗粒携带能力增强，大量细液滴颗粒不容易被除去，而且气流会破坏叶片壁面形成的液膜，造成二次带水，从而降低脱水效率。而且除雾器无法分离混杂的气态水，而且会造成较大的压损，甚至造成烟道堵塞。对于气态水工业中常用的是方法是对管道烟气进行加热提高气体含水量，使气体经过烟道冷却后，含水烟气依旧不达到饱和状态，从避免管道出口处出现大量白烟，但是此种方法并没有实际去除烟气中的水份。

中国专利申请号CN204619695U公开了一种高效率烟气除水装置该装置利用冷凝法，将烟气迅速冷却至露点以下，烟气中的气态水便会冷凝析出。之后利用集水设备将液态水聚集排出，并通过气道改进扩大烟气和制冷块的接触面积。此种方法能够有效的将气态水析出并进行去除，但是此种方法换热效率难以保证，除水效果差，能源消耗较大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种湿烟气综合脱水的设计方案，利用机械结构设计，通过物理方式降低气态水的携带量，使液态水析出，并考虑装置压损情况，在保证装置整体压降的情况下，节省大量能量消耗，并除去烟气中的水份。

本发明的技术方案：

一种湿烟气综合脱水方法，在烟气管道2内增添旋分叶片1，并在旋分叶片1上方设置导流填料3，在去除游离水后添加增压析水装置4以增加烟气管道2内的气压，使气态水析出并去除，达到游离水和气态水综合去除的效果。

所述的旋分叶片1安装在烟气管道2的入口处，改变烟气流动情况，使烟气打向烟气管道2壁面。

所述的烟气管道2的壁面镀有高分子疏水材料，使到壁面上的湿烟气中的游离水汇集流下。

所述的导流填料3安装在旋分叶片1上方，内部填料同样涂有高分子疏水涂层，降低游离水的实际渗透率，促使游离水打向管道壁面，进而凝结流下。通过上述装置能够将湿烟气中游离水去除85％。

所述的增压析水装置4，为阵列式文丘里结构，使烟气管道2内局部区域气体压力增加使气态水析出，并汇集流下；所述的阵列式文丘里结构为多层分布排列，包括中心析水通路、多个最外环通路以及位于中心析水通路和最外环通路之间的多个中间通路；对于管径为D的烟气通路，中心析水通路的入口直径为D1，最外环通路的入口直径为D2，中间通路的入口直径为D3，上述的气体通路的排列方式是根据烟气管道内的气速分布设置，通过对无装置烟道的仿真可知，在烟道中心区域和沿壁面区域气体流速较快，为避免压损过大，所以中心通路和最外环通路直径设置较大，即D1＞D2＞D3。同时，为保证本发明对管道烟气的渗透率的影响，要求D1+D2+D3＜0.8D。

所述的加压析水装置中的气体通路采用文丘里结构通过通路直径的改变来提高局部的气体压力，饱和湿烟气的携水量会随着压力的增加逐渐减小，当烟气压力提升到0.2MPa时，含水量就会大幅下降，所以通过通路直径设计将局部气体压力提升至0.2MPa。为达到这一指标，所述的文丘里结构的喉管直径为入口直径的0.49，即d1＝0.49D1，d2＝0.49D2，d3＝0.49D3，同时为了保证烟气能量损失，喉管长度应为文丘里结构总长度的0.6。

所述的加压析水装置在文丘里式的气体通路上镀一层高分子疏水材料，本方案所使用的高分子疏水材料能够改变被镀材料的表面属性，能够促进析出水份的凝结，然后汇集流下排出。

本发明的有益效果：本发明在实际工作中能够将湿烟气中的游离水和气态水同时去除，能够保证烟气在和环境发成热交换降温后依旧并不析出游离水，而且在除水过程中不需要热量交换，大幅节省能源消耗。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

其中1为旋分叶片；2为烟气通道；3为导流填料；4为加压析水装置。

图2为旋分叶片结构示意图。

图3为加压析水装置结构示意图。

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，为湿烟气综合脱水方案的等比模型，将烟气管道壁面，导流填料以及加压装置通路壁面使用丙酮进行前处理，快速风干后，喷涂高分子疏水材料。

所述的旋分叶片以及导流填料的安装方式，根据烟道的具体几何尺寸与其内部的流场情况确定由CFD软件仿真的出，将旋分叶片根据前文所确定的最优位置安装到距进气管道上端H处，除水管道长λ。所述的旋分叶片的机构，在保证压损的情况下，旋分叶片有6个叶片。倒圆台形填料小径为d，大径为D，高h。

其中：

H＝400mm；

λ＝600mm；

d＝100mm；

D＝200mm；

h＝300mm；

本发明所述的加压析水装置的通路的阵列结构采用3层分布的排列方式，并且对于管径为D的烟气通路，中心通路入口直径为D1，喉管直径为d1；最外环通路直径为D2，喉管直径为d2；中间通路为D3，喉管直径为d3。

其中：

D＝209mm；

D1＝60mm；

D2＝40mm；

D3＝20mm；

d1＝29.5mm；

d2＝19.2mm；

d3＝9.5mm；

实施结果

在上述实施例子中，加装了加压吸水装装置后，能够有效去除气态水，在环境温度为44-55℃时，本装置将通路内烟气压力提升至0.2MPa，此时游离水的除水效率为86.43％,气态水的去除效率能够达到68.6％。

Claims (9)

1.一种湿烟气综合脱水方法，其特征在于，在烟气管道(2)内增添旋分叶片(1)，并在旋分叶片(1)上方设置导流填料(3)，在去除游离水后添加增压析水装置(4)以增加烟气管道(2)内的气压，使气态水析出并去除，达到游离水和气态水综合去除的效果。

2.根据权利要求1所述的湿烟气综合脱水方法，其特征在于，所述的增压析水装置(4)，在烟气管道(2)内增设阵列式文丘里结构，使烟气管道内局部区域气体压力增加使气态水析出，并汇集流下；所述的阵列式文丘里结构为多层分布排列，包括中心析水通路、多个最外环通路以及位于中心析水通路和最外环通路之间的多个中间通路；对于管径为D的烟气通路，中心析水通路的入口直径为D1，最外环通路的入口直径为D2，中间通路的入口直径为D3，确保D1＞D2＞D3；同时，要求D1+D2+D3＜0.8D；

所述的阵列式文丘里结构的喉管直径为入口直径的0.49，即d1＝0.49D1，d2＝0.49D2，d3＝0.49D3，同时为了保证烟气能量损失，喉管长度应为文丘里结构总长度的0.6。

3.根据权利要求2所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的阵列式文丘里结构的通路上镀一层高分子疏水材料。

4.根据权利要求1-3任一所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的旋分叶片(1)安装在烟气管道(2)的入口处，改变烟气流动情况，使烟气打向烟气管道(2)壁面。

5.根据权利要求1-3任一所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的烟气管道(2)的壁面镀有高分子疏水材料，使到壁面上的湿烟气中的游离水汇集流下。

6.根据权利要求4所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的烟气管道(2)的壁面镀有高分子疏水材料，使到壁面上的湿烟气中的游离水汇集流下。

7.根据权利要求1、2、3或6所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的导流填料(3)安装在旋分叶片(1)上方，内部填料同样涂有高分子疏水涂层，降低游离水的实际渗透率，促使游离水打向管道壁面，进而凝结流下。

8.根据权利要求46所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的导流填料(3)安装在旋分叶片(1)上方，内部填料同样涂有高分子疏水涂层，降低游离水的实际渗透率，促使游离水打向管道壁面，进而凝结流下。

9.根据权利要求5所述的阵列式加压析水装置，其特征在于，所述的导流填料(3)安装在旋分叶片(1)上方，内部填料同样涂有高分子疏水涂层，降低游离水的实际渗透率，促使游离水打向管道壁面，进而凝结流下。