用于烟气除水的后置旋分脱水装置的制作方法

本发明属于湿法脱硫技术尾气脱水后处理技术领域，具体是一种用于烟气除水的后置旋分脱水装置。

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。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。波纹板除雾器是利用烟气突然改变方向时的惯性力进行汽水分离。含水烟气通过密集的板片时，依靠气流弯曲流动的离心力将液滴分离并使其粘附于板片壁面形成薄液膜，并在板片下端形成液滴落下。但是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。波形板除雾器在实际运行过程中，会受锅炉灰分、烟气流速等因素影响，当除雾器表面附着大量或结垢物时，含水烟气以一定速度流经除雾器，雾气与波形板上的杂质相碰撞而停留在波形板上，由于液滴不能聚集从而被上升的烟气再次带走，效率就会下降。同时，除雾器的脱水效率随气流速度的增加而增加。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

在对现有的技术文献检索后发现，何仰朋，陶明在《喷淋脱硫塔内除雾器运行特性》(《中国电力》2015(7))一文中探讨了气体流速、除雾器布置及组合方式和除雾器与烟气入口层间距等因素对除雾器脱水效果的影响。通过实验定量测定除雾器前后的气流中的液滴含量，比较不通过工况下除雾器的脱水效果。通过实验定量给出了该除雾器的临界速度、分布位置以及组合方式等数据。但该论文只是针对已有的除雾器给出了一个最合适的工作环境，并没有真正意义上的解决波纹板除雾器的弊端。

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。此发明仅利用机械结构对混合项进行简单的一次分离，很容易造成液滴的二次夹带现象。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种烟气除水的后置旋分脱水装置的设计方案，利用旋分的机械作用以及特殊的疏水材料进行双重分离，确保烟气脱水效率。

本发明的技术方案：

用于烟气除水的后置旋分脱水装置，在烟气除水装置的基础上增设除水管道3，烟气经烟气入口2依次经旋分叶片1和除水管道3脱水处理后，气体从烟气出口4排出，水体从除水管道3下部的排水口排出；

所述的除水管道3两端通过法兰与烟气除水装置固定为一体，烟气除水装置的烟气管道均伸入至除水管道3中；除水管道3的入口端侧设有排水口，其高度低于烟气管道，实现有效排水，防止液相回流；除水管道3的内壁固定有壁面疏水填料6，使空气中水分凝结并汇聚流下；除水管道3内部悬挂有倒圆台形导流填料5，使通过的烟气导流到壁面疏水填料6。

所述的除水管道3的内径大于烟气入口2的内径。

所述的壁面疏水填料6内包含多种疏水填料，增大烟气和表面接触面积，促进液滴凝结，并且不吸附液体，有利于液滴流下，不影响长时间下的工作效率，避免出现二次夹带现象。

所述的疏水填料6的结构为表面部分弯折到中心通路的圆柱状，保证通路的渗透率，从而降低压损，并且增大烟气和填料的接触面积。

所述的疏水填料6需要浸泡在丙酮中进行微波清洗后浸入某高分子疏水材料5分钟，取出后在70℃环境中风干，使其镀一层高分子疏水材料，从而达到疏水效果。

本发明的有益效果：本发明实际工作时，带水烟气通过进气管道进入除水管道后，在旋分装置以及倒圆台形填料的导流作用下，打到壁面疏水填料上，在高分子疏水材料的作用下，液滴凝结汇聚流出烟道，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为旋分叶片结构示意图。

图3为锥形填料结构示意图。

图4为疏水填料示意图。

图中：1旋分叶片；2进气管道；3除水管道；4烟气出口；5倒圆台形导流填料；6壁面疏水填料层。

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和图2所示，为烟气脱水等比模型，其烟气通道内径为209mm，整体高度为4000mm，由前置的实验环境模拟提供模拟含水量20％的1000nm³/h的烟气，并保证除水管道工作温度为60℃，并设置无特殊设计管道进行对比试验。

所述的旋分分离器的安装方式，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。并在疏水填料层放置镀好疏水涂层的填料，填料直径为d1，高h1。

其中：h＝400mm；λ＝600mm；d＝100mm；d＝200mm；h＝300mm；d1＝38mm；h1＝45mm；

实施结果

在上述实施例子的后置旋分脱水试验装置中，在两个烟气出口处分别抽取250ml处理尾气，并使用精度为0.1mg的电子天平进行称重测量，测量结果如下：

结果表明本装置脱水率能够达到86.43％，能够有效地达到烟气脱水的目标。

技术特征：

技术总结
本发明属于湿法脱硫技术尾气脱水后处理技术领域，提供了用于烟气除水的后置旋分脱水装置，在烟气除水装置的基础上增设除水管道，烟气经烟气入口依次经旋分叶片和除水管道脱水处理后，气体从烟气出口排出，水体从除水管道下部的排水口排出。本发明实际工作时，带水烟气通过进气管道进入除水管道后，在旋分装置以及倒圆台形填料的导流作用下，打到壁面疏水填料上，在高分子疏水材料的作用下，液滴凝结汇聚流出烟道，达到最终烟气脱水的目的。

技术研发人员：张宏利;刘威;王俊;张硕
受保护的技术使用者：中国石油集团东北炼化工程有限公司;大连理工大学
技术研发日：2019.01.24
技术公布日：2019.04.16