除霧器（demister/mist eliminator）主要是由波形葉片、板片、卡條等固定裝置組成，在濕法脫硫，吸收塔在運行過程中，易產生粒徑為10--60微米的“霧”，“霧” 不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等，同時也造成風機、熱交換器及煙道的玷污和嚴重腐蝕，因此，濕法脫硫工藝上對吸收設備提出除霧的要求，被淨化的氣體在離開吸收塔之前要除霧。除霧器噴嘴是除霧系統的主要部件之一，除霧器噴嘴主要是採用優質的塑膠製成，具有極高的耐磨性，使用壽命長。
基本介紹
- 中文名：除霧器
- 外文名：mist eliminator
- 形狀：波形葉片、板片、卡條
- “霧”成分：硫酸、硫酸鹽、二氧化硫
- 材質：耐溫玻璃鋼、聚丙烯等
- 用途：工業脫硫
介紹,結構,原理,設計參數,種類,性能保證,用途,
介紹
除霧器是脫硫塔重要部件。除霧器的功能是把在噴霧吸收過程中，煙氣夾帶的霧粒、漿液滴捕集下來。除霧器的效率不僅與它身的結構有關而且與霧粒的重度和粒徑有關，噴嘴霧化粒徑與吸收液黏度、噴霧爪力和噴嘴結構有關。把除霧器性能和霧粒直徑配好，才能取得好的除霧效果。
如果除霧不好，煙氣夾帶漿液會帶到下游設備，如炯氣加熱器、引風機（工業鍋爐脫硫常用）、煙道，進而引起堵塞、引風機嚴重振動、煙道嚴重腐蝕、結垢等，從而被迫停運。
結構
除霧器主要是由板片、支承裝置構成。板片通常由高分子材料（如聚丙稀PP、FRP等）或不鏽鋼（如316L、317L等）2大類材料製作而成。一般分為流線型和折線型。
除霧器
除霧器原理
當含有霧沫的氣體以一定速度流經除霧器時，由於氣體的慣性撞擊作用，霧沫與波形板相碰撞而被聚的液滴大到其自身產生的重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，液滴就從波形板表面上被分離下來。除霧器波形板的多折向結構增加了霧沫被捕集的機會，未被除去的霧沫在下一個轉彎處經過相同的作用而被捕集，這樣反覆作用，從而大大提高了除霧效率。氣體通過波形板除霧器後，基本上不含霧沫。煙氣通過除霧器的彎曲通道，在慣性力及重力的作用下將氣流中夾帶的液滴分離出來：脫硫後的煙氣以一定的速度流經除霧器，煙氣被快速、連續改變運動方向，因離心力和慣性的作用，煙氣內的霧滴撞擊到除霧器葉片上被捕集下來，霧滴匯集形成水流，因重力的作用，下落至漿液池內，實現了氣液分離，使得流經除霧器的煙氣達到除霧要求後排出。
工作原理圖
工作原理圖除霧器的除霧效率隨氣流速度的增加而增加，這是由於流速高，作用於霧滴上的慣性力大，有利於氣液的分離。但是，流速的增加將造成系統阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速過高會造成二次帶水，從而降低除霧效率。通常將通過除霧器斷面的最高且又不致二次帶水時的煙氣流速定義為臨界流速，該速度與除霧器結構、系統帶水負荷、氣流方向、除霧器布置方式等因素有關。設計流速一般選定在3.5—5.5m/s。
在通常的化工操作中所碰到的氣體中分散液滴的直徑約在0.1～5000μm。一般粒徑在100μm以上的顆粒因沉降速度較快，其分離問題很容易解決。通常直徑大於50μm的液滴，可用重力沉降法分離；5μm以上的液滴可用慣性碰撞及離心分離法；對於更小的細霧則要設法使其聚集形成較大顆粒，或用纖維過濾器及靜電除霧器。
設計參數
（1）除霧效率。指除霧器在單位時問內捕集到的液滴質量與進入除霧器液滴質量的比值。除霧效率是考核除霧器性能的關鍵指標影響除霧效率的因素很多，主要包括煙氣流速、通過除霧器斷面氣流分布的均勻性、葉片結構、葉片之間的距離及除霧器布置形式等。
除霧器布置形式通常有：水平型、人字型、V字型、組合型等大型脫硫吸收塔中多採用人字型布置，V字型布置或組合型布置（如菱形、X型）。吸收塔出口水平段上採用水平型。
布置形式（2）系統壓力降。指煙氣通過除霧器通道時所產生的壓力損失，系統壓力降越大，能耗就越高。除霧系統壓降的大小主要與煙氣流速、葉片結構、葉片間距及煙氣帶水負荷等因素有關。當除霧器葉片上結垢嚴重時系統壓力降會明顯提高，所以通過監測壓力降的變化有助於把握系統的狀行狀態，及時發現問題並進行處理。
（3）煙氣流速。通過除霧器斷面的煙氣流速過高或過低都不利於除霧器的正常運行，煙氣流速過高易造成煙氣二次帶水，從而降低除霧效率，同時流速高系統阻力大，能耗高。通過除霧器斷面的流速過低，不利於氣液分離，同樣不利於提高除霧效率。此外，設計的流速低，吸收塔斷面尺寸就會加大。投資也隨之增加。設計煙氣流速應接近於臨界流速。根據不同除霧器葉片結構及布置形式，塔內設計流速一般不超過4m/s。
（4）除霧器葉片間距。除霧器葉片間距的選取對保證除霧效率，維持除霧系統穩定運行至關重要。葉片間距大，除霧效率低，煙氣帶水嚴重，易造成風機故障，導致整個系統非正常停運。葉片間距選取過小，除加大能耗外，沖洗的效果也有所下降，葉片上易結垢、堵塞，最終也會造成系統停運。葉片間距根據系統煙氣特徵（流速、SO2含量、帶水負荷、粉塵濃度等）、吸收劑利用率、葉片結構等綜合因素進行選取。
種類
折流板式除霧器
折流板除霧器是利用霧粒在運動氣流中具有慣性，通過突然改變含霧氣流的流動方向，霧粒在慣性作用下偏離氣流的流向，撞擊在折流板上而被分離（除去）。含霧氣流是在折流板作用下而改變流動方向的，足利用霧粒慣性分離霧粒，類似於慣性除塵器。
折轉角度大、氣流速度高、折流板間距小，則除霧效率高，但阻力損失大。此外速度太大會把已捕集霧粒二次夾帶人氣流中。這些因素相匹配協凋才能獲得一個適用高效的折流板除霧器。
（1）折流板除霧器安裝方式
1）水平安裝。煙氣垂直流動。
優點：安裝方便占空間少；上下可布置反衝洗噴頭沖洗，漿液和水一起流入循環反應槽；阻力損失小，ν=3.4m/s時，Δp=180Pa。
缺點：由於煙氣垂直向上流過，容易二次夾帶煙氣，向上流速一般3～5m/s。
2）垂直安裝。煙氣水平方向流動。
優點：煙氣流動在水平方向，捕集霧粒液體垂直向下流動，不易產生二次夾帶，煙氣流速可達6～7m/s。除霧元件可以布置在水平煙道內，節省脫硫塔空間及高度。
缺點：垂直安裝占用較多空間。
（2）折流板除霧器的沖洗
由於脫硫吸收循環液中含有吸收劑顆粒、煙塵、脫硫產物等顆粒，所以折流板捕集霧粒時就會粘上這些顆粒而逐漸結垢堵塞。
為了保持除霧通道清潔暢通、不增阻力、不堵塞、能持續運行，必須定時有效地沖洗除霧器。有效是指反衝洗水流能衝下除霧折流板上的沉積物。定時是指要控制好反衝洗節奏。沉澱物多了，不但增加除霧器阻力，而且增加沖洗乾淨的難度。這個沖洗周期與除霧器結構、霧粒黏度、沖洗水壓力、噴嘴性能等多種因素有關，一般通過模擬試驗和較多的運行試驗的而獲得。
（3）除霧器材料
除霧器選材要考慮耐腐蝕、耐磨損、可能的煙氣溫度波動或短時問的超溫。一般採用耐溫玻璃鋼、聚丙烯、聚碸及S316L、S317LM不鏽鋼。飽和煙氣溫度一般約為50℃。考慮了各種可能因素，一般應採用能耐80℃、除霧器腐蝕環境（強酸性、 CI-離子濃度>10g/L）的材料。
旋流葉輪除霧器
（1）旋流葉輪除霧器構造 如圖9—24所示，由旋流板（旋流葉輪）、擋環、除霧器外殼排液管組成。
（2）旋流葉輪除霧器工作原理 煙氣進人旋流葉輪，在旋流板的導向下會偏轉一個角度β，一般為25°～30°。這個νβ可以分解軸向速度ν和切向速度νˊ。於是煙一邊沿軸向前進，一邊按切向速度”。旋轉。煙氣中的粗霧粒直接碰在旋流板上被截留，再慢慢甩到旋流除霧器壁。煙氣中夾帶的細霧在不斷的旋轉和前進中，被離心力推到除霧
器內壁而被捕集。
器內壁而被捕集。
（3）旋流葉輪除霧器的性能 除霧效率高，它與折流板和絲網除霧器在流速為3m/s的比較。
1）優點：結構比較簡單，包括旋流葉輪、擋環、外殼，都可以自制。允許比較高的空塔流速，ν=5m/s。因而仍然保持高的除霧效率。當葉片仰角β=25°～30°時，旋流葉輪除霧器的阻力與折流板除霧器類似，比絲網除霧器的低。
可以放在脫硫塔頂部，也可做成獨立的除霧器。
2）缺點：當葉輪直徑大時，離心力有所下降，且安裝有難度。鍋爐低負荷運行時，由於煙氣量降低，而使旋流速度減小，除霧效率降低：旋流葉輪除霧器較適用於工業鍋爐脫硫塔除霧。
旋流葉輪上方要求具有2m以上的除霧段高度。
復擋除霧器
（1）復擋除霧器構造 如圖9—26所示，它類似於旋風除塵器，利用炯氣切線進入產生的旋轉運動，使煙氣中的霧粒產生離心力，逐漸甩向器壁而被捕集。
復擋除霧器構造
復擋除霧器構造（2）復擋除霧器特性
1）優點：
除霧效率高，利用多層環形擋板使煙氣旋轉分離霧粒，其除霧效率接近旋風分離器。對大於l0μm的顆粒有較高的去除率。
阻力適中，當進口速度口為25m/s時，△p約為250Pa。
可以單獨作為一個除霧設備使用，不影響脫硫塔的運行。
2）缺點：
一般要設計4個以上環形擋板，加工製造安裝相對複雜。
設備材料要求耐蝕、耐磨，因為復擋內煙氣流速較高。復擋筒體可以用鋼內襯鑄石水玻璃塗層，但環形檔板目能用S317LM或S316L合金鋼板製造。
鍋爐低負荷運行時，由於復擋除霧器的進口流速下降較多而使除霧效率降低。
性能保證
（除霧器噴嘴）
（1）除霧效率：在正常運行工況下，除霧器出口煙氣中的霧滴濃度低於75mg/Nm3；
（2）壓降：不考慮除霧器前後的干擾，保證在100%煙氣負荷下，整個除霧器系統的壓降低於120Pa。
（3）耐高溫：80--95℃。
（4）耐壓：保證承受沖洗水壓為0.3MPa時，葉片能正常工作。
（5）沖洗噴嘴：全錐形噴嘴，沖洗水噴射角度為90—120度，噴射實心圓錐，能夠保證葉片全部被覆蓋。（設計的均為最大氣體負荷時的水耗量，考慮到系統水平衡的要求，如果氣體負荷降低，可通過增加沖洗間隔時間將水耗量降低一半）。
用途
除霧器用於分離塔中氣體夾帶的液滴，以保證有傳質效率，降低有價值的物料損失和改善塔後壓縮機的操作，一般多在塔頂設定除霧器。可有效去除3--5um的霧滴，塔盤間若設定除霧器，不僅可保證塔盤的傳質效率，還可以減小板間距。所以除霧器主要用於氣液分離。亦可為空氣過濾器用於氣體分離。此外，絲網還可作為儀表工業中各類儀表的緩衝器，以防止電波干擾的電子禁止器等。
濕法脫硫，它還溶有硫酸、硫酸鹽、二氧化硫等。如不妥善解決，任何進入煙囪的“霧”。
實際就是把二氧化硫排放到大氣中，同時也造成風機、熱交換器及煙道的玷污和嚴重腐蝕。因此，濕法脫硫工藝上對吸收設備提出除霧的要求，被淨化的氣體在離開吸收塔之前要除霧。除霧器是FGD系統中的關鍵設備，其性能直接影響到濕法FGD系統能否連續可靠運行。除霧器故障不僅會造成脫硫系統的停運，甚至可能導致整個機組（系統停機）。
除霧器的布置形式最常見的有平板式布置和屋頂式布置。
