喷淋洗涤塔样稿.doc

喷淋洗涤塔、液柱塔及动力波洗涤器
李秋萍 程建伟 邵国兴
(上海化工研究院 上海 62)
摘 要：本文简单介绍了喷淋洗涤塔、液柱塔及动力波洗涤器结构特点及性能。并以工业应用装置操作参数为基础，进行分析汇总，提出了各设备设计参数，供同行参考。
关键词：湿式洗涤器；喷淋洗涤塔；液柱塔；动力波洗涤器；除尘；雾化喷嘴；脱硫设备
0 序言
湿法除尘设备是采取液体（通常为水）作为洗涤液，经过气液两相接触，实现气液两相间传热、传质等过程，以满足气体净化（除尘或吸收）、冷却、增湿等要求。
湿法除尘设备含有结构简单、投资少、操作及维修方便等优点。但在使用中产生污水、污泥必需进行处理，不然会造成二次污染。另外，当气体中含有腐蚀性介质时，要考虑设备防腐方法。
湿法除尘设备设计关键是要使气液两相充足接触，增加洗涤液和粉尘颗粒碰撞概率等，以提升设备除尘效率。
喷淋洗涤塔、液柱塔及动力波洗涤器均采取液相喷嘴将洗涤液雾化成细小液滴，均匀地分散于气相中，增大液相比表面积，有利于提升碰撞及拦截粉尘概率，达成较高除尘效率。上述设备均由空筒体、喷嘴及除沫器三部分组成，结构简单，操作维修方便，而且不易产生结垢和堵塞问题，确保设备能够安全长久连续运行。另外，该类设备还含有放大效应小特点，更适适用于作为超大气量洗涤设备。
多年来，伴随大家环境保护意识日益加强，烟气脱硫除尘问题受到各方面广泛关注。而火电厂烟气脱硫除尘系统烟气处理量尤其大，通常为105～106[Nm3/h],在采取石灰石—石膏湿法脱硫工艺中，喷淋洗涤塔，液柱塔及动力波洗涤器成了脱硫吸收塔首选设备，并在工程应用中得到了不停改善和提升。本文以工业应用装置操作参数为基础，进行分析汇总，提出了这三种设备适宜设计参数，供同行参考。
1 喷淋洗涤塔
喷淋洗涤塔是一个古老湿法除尘设备，因为其结构简单，阻力小，在工业生产中，尤其是作为环境保护设备得到广泛应用。

喷淋洗涤塔结构见图1所表示。洗涤液经过喷嘴雾化成细小液滴均匀地向下喷淋，含尘气体由喷淋塔下部进入，自下向上流动，二者逆流接触，利用尘粒和水滴接触碰撞而相互凝聚或尘粒间团聚，使其重量大大增加，靠重力作用而沉降下来。被捕集粉尘，在贮液槽内作重力沉降，形成底部高含固浓相液并定时排出作深入处理。部分澄清液可循环使用，和少许补充清液一起经循环泵从塔顶喷嘴进入喷淋塔进行喷淋洗涤。从而降低了液体耗量和二次污水处理量。经喷淋洗涤后净化气体，经过除沫器除去气体所夹带细小液滴后，由塔顶排出。
影响喷淋塔除尘效率关键原因是液滴分布均匀度、液滴粒径及粒径分布。所以，选择适宜雾化喷嘴及喷嘴合理部署是设计喷淋洗涤塔关键之一。
①喷嘴部署 喷淋塔内喷嘴部署应使喷淋塔横截面被喷淋液完全、均匀地覆盖。通常全部采取多层喷嘴部署方法，相邻两层间喷嘴呈交错部署。两层间距离为1～2m。每个喷淋层上必需部署足够数量喷嘴，相邻喷嘴喷出水雾相互搭接叠盖，不留空隙，使喷出液滴完全覆盖喷淋塔整个断面，而且要尽可能降低沿塔壁流淌液体量，同时要降低喷淋液对塔壁直接冲刷磨损。
②喷淋覆盖率 喷嘴喷出液体必需能够完全覆盖离喷嘴出口一定距离喷淋塔截面，预防喷淋塔内出现没有喷淋液区域而产生气体短路问题。通常要求每个喷淋层喷淋覆盖率以200%-300%为宜。喷淋覆盖率可按下式计算：
喷淋覆盖率= Nm×Am/A
式中： Nm—每个喷淋层内喷嘴数量；
Am—距离喷嘴出口1m处测得每个喷嘴喷淋面积，㎡；
A---距离喷嘴出口1m处喷淋塔横截面积，㎡。
③喷淋液滴粒径及关键设计参数
本文认为选择最好喷淋液滴粒径是确定喷淋塔关键设计参数先决条件。众所周知，在相同喷淋条件下，雾化液滴粒径愈大，其比表面积愈小，降低除尘效率。但液滴粒径太小，易被汽化或被气流带走，增加了除沫器负荷，而且直接降低了喷淋洗涤液滴量，一样会影响除尘效率。
图1 喷淋洗涤塔结构示意图
表1列出了不一样粒径液滴在气相中“终端沉降速度”或称为“带出速度”。当喷淋液滴粒径确定后，也就确定了喷淋塔空塔速度，即不能超出该粒径带出速度。
表1 液滴带出速度
液滴粒径
dp[mm]








带出速度








Vt[m/s]
～[mm]（平均粒径）。考虑到喷嘴喷出液滴粒径分散度，通常取空塔速度小于该液滴带出速度1/2，具体设计参数为：
空塔速度：Vg =～[m/s]；
喷淋液气比：W=～[L/m3(气)] ；
喷雾压力