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摘要：本文首先分析陶瓷工业喷雾干燥塔用湿法除尘脱硫装置的工作原理和工作特点，能够有效增加除尘效率，气液分离器也会实现对气流中液体的拦截。然后分析湿法除尘脱硫装置的实际应用，从抗阻性和脱硫性两方面进行总结，最后以实验数据为依据，分析陶瓷工业喷雾干燥塔用湿法除尘脱硫装置的应用效果。湿法除尘脱硫装置运用四种方式实现六级除尘，自带清洁系统，有着良好的除尘能力。
关键词：除尘脱硫；阻力特性；喷淋量
1.陶瓷工业喷雾干燥塔用湿法除尘脱硫装置
1.1工作原理
如图1所示为简化的湿法除尘脱硫器的装置示意图。共有9个结构，从1到9结构部件分别为文丘里管、脱硫碱水入口、外筒、旋流器、“S”型通道、气液分离器、内筒、气液分离器、出口。这是一个喷淋机构，当含尘气体进入机构的文丘里管内时，就完成了一级除尘，之后会进入外筒，外筒上部的水槽内有碱液，而且碱液会沿着外壁溢出，在外筒的内壁上形成一层碱性的水膜，气体接触到碱性水膜后就实现了二级除尘一级脱硫的操作。之后气体会经过旋流器，旋流器的作用是搅动气体，气体会和旋流器叶片上的水接触，这个过程就达到了三级除尘的目标。气体通过旋流器之后，会加快速度通过外筒底部的“S”型通道，最终进入内筒[1]。“S”通道位于内外筒之间，在底部盛有碱性溶液，碱性溶液能够将内外桶隔离开来。自动控制装置能够调节碱性溶液的液面高度，气体冲击液面，这样气体和液体就实现了充分接触，液滴就能成功捕获尘粒。气体净化之后会经过气液分离器，此时液滴就会被去除，实现四级除尘二级脱硫，之后会进入到内筒。盛水的水槽存在于内筒顶部，水会沿着内筒内壁溢出，并形成水膜，气体进入到内筒实现净化，并与内筒壁充分接触，再次捕获尘粒的过程，就是实现五次除尘的过程。气体经过再次净化后会进入到另一个气液分离器，在叶片上完成最后一次除尘，最终进入排气口。
图1 简化的湿法除尘脱硫器的装置示意图
1.2湿法除尘脱硫装置的特点
有效增加除尘效率时湿法除尘脱硫装置的一大特点，该装置的根本思想是利用烟尘和水的接触，成功捕获烟气中的尘粒，达到除尘的目的。当烟气和水的接触越密切，达到的除尘效果也越好。传统水膜除尘器使用的两种方式，实现的是二级除尘。该装置的除尘方式有4种，实现的是六级除尘。传统的装置容易发生烟气带水的现象，出现这一类的现象，引风机就会积灰，导致振动发生，引发事故。而叶片式的气液分离器会拦截气流中的液体，这样烟气就不会带水通过风机，风机的使用寿命就会大大延长。自洁能力也是该装置的优点，这是袋式除尘器和传统的湿法除尘器都不具备的优势。湿法除尘脱硫装置的优点还有系统阻力小、使用寿命长，设备成本也比袋式除尘器低，如果设备出现故障，维修起来也比较容易，另外湿法除尘脱硫装置对烟气的温度也没有特殊要求。
2.陶瓷工业喷雾干燥塔用湿法除尘脱硫装置的应用
2.1阻力特性
实验研究湍流式湿法除尘脱硫装置的阻力特性，测试的阻力指标覆盖不同的风量，不同的喷淋量和不同的静止床层高度。实验的结果如图2湍流式湿法除尘脱硫装置的阻力特性所示。从图表中我们可以看到，当静止床层的高度在不断增大，单层的湍流层的阻力也会不断增大，仔细探究其中的原因，可以发现是湍球的重量导致这种现象的发生。从图表中我们可以看到，当湍流层的高度是300mm时，风速就发生了一定的变化，数值从1.48m/s增加到了2.22m/s。这说明单层湍流层的阻力已经有所增加，数值从147Pa变成了559Pa。在风速相同的条件下，阻力随着喷淋量的增大而增大。此时液气比也发生了一定变化从1L/M3增加至1.2L/M3。实验遵循的思想是低阻高效，为了避免出现脱硫塔阻力过大的现象，总结归纳实验得到的规律，脱硫应选用的硫化风速为1.4到1.85m/s，湍流层的禁止高度的数值要控制为300mm。
图2 湍流式湿法除尘脱硫装置的阻力特性
2.2脱硫特性
研究装置的脱硫特性，使用的吸收剂是电石渣，它的主要成分是Ca（OH）2，研究钙硫比会对脱硫效果产生的影响，装置内的风速为1.9m/s，脱硫的效率会发生一定的变化，变化的程度受到钙硫摩尔比的影响。得出的结论是当钙硫摩尔比有所增大，脱硫的效率也会加大。尤其是在钙硫摩尔比小于1.5的条件下，脱硫效率的增长幅度会发生十分明显的变化。而在相反的条件下，也就是钙硫摩尔比大于1.5，脱硫的效率就不会变化得特别明显。为了更好地研究装置的脱硫特性，构建传质膜模型，以模型为依据，总结经验，发现塔内传质的反应阻力由气膜阻力和液膜阻力共同形成，R代表的是总阻力，R气代表的是气膜阻力，R液代表的是液膜阻力，H代表的是溶解度系数，D和DG都是扩散系数，代表的是SO2气体在气象和液相中的扩散系数，最后是YG、YR，分别代表气膜和液膜的相界面至反应面的厚度。能够列出的公式是R=R气+R液=HYG/DG+YR/D。如果钙硫摩尔比小，那么溶液就会溶出慢，这是因为溶液中的脱硫剂固体颗粒浓度较小。液相阻力会产生一定的控制作用，抑制吸收。如果钙硫摩尔比有所增加，那么液体中的脱硫剂固体颗粒浓度就会有所增加，此时反应面就会向着气液面方向靠近，加快总吸收速率。
2.3具体的应用情况
气、固硫化床是三相湍流床的基础，有着一定标准的硫化速度，也有一定标准的喷淋速度。确定好床层硫化速度，确定号喷淋密度，这些内容会对设备的经济运行产生重大影响，也会影响设备处理烟气的效果。国内应用水膜除尘器的中小型锅炉，以实际的运行情况为依据，再结合实验的结果，进行湍流式除尘脱硫装置的设计，选定的风速是1.5m/s，选定的液气比为1.3L/m3，选定的钙硫摩尔比是1.5。某热电厂的硫化床锅炉的工作能力是35t/h，对全塔的阻力进行测量，测量值分别为1000Pa和900Pa[2]。之后进行测量，测量的指标有烟尘浓度、二氧化硫浓度、脱硫效率、除尘效率。测量的结果如表1指标测量结果对比表所示。数据结果表明，湍流式除尘脱硫装置性能良好，比较稳定，而且受到的阻力较小，能够起到有效的除尘脱硫作用。
总结：陶瓷工业喷雾干燥塔用湿法除尘脱硫装置的应用能够起到良好的除尘脱硫作用，在除尘器中安装气水分离的装置不会增加烟气的带水量，而且还能降低进入装置的烟气含水量，有效解决烟气带水问题。新型的脱硫除尘装置，排放浓度指数良好，除尘率良好，脱硫率也符合要求，因此有着广阔的推广前景，在实际应用时要选择合适的风速、液气比和钙硫摩尔比，这样新型除尘脱硫装置才能在工业废气除尘脱硫工作中发挥明显效用。
参考文献：
[1]黄志诚,江竹亭.陶瓷工业喷雾干燥塔用湿法除尘脱硫装置及其应用[J].江苏陶瓷,2010,43(05):3-4+8.
[2]黄志诚,黎泽伦.一种新型湿法除尘脱硫装置在陶瓷工业中的应用[J].陶瓷,2010(09):35-36.
论文作者:谢华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/11
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