CN203183864U - 一种管段蜂窝网除雾器以及组合除雾装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种管段蜂窝网除雾器以及组合除雾装置。一种管段蜂窝网除雾器，由至少三层组件组成，其中包括一层蜂窝结构网和至少两层相互平行的管段；相邻两层的管段错开布置，同一层中同一模块的管间距相同，不同模块间的管间距与同一模块的管间距不完全相同；管段用隔板悬吊支撑。一种组合除雾装置，包含权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，组合除雾器下游位置布置有至少一级平板除雾器或者屋顶除雾器。改善了现有管式预除雾器的防堵塞性能、提高了烟气均布效果。

Description

一种管段蜂窝网除雾器以及组合除雾装置

技术领域

本实用新型涉及除雾器，属于气液分离技术领域，具体涉及适用于火力发电厂烟气脱硫吸收塔以及水平的出口烟道内的管段蜂窝网除雾器和组合除雾装置。 

背景技术

现在大型火力发电厂对大气污染物的排放标准要求越来越高,但是尾烟气经过脱硫吸收塔后，净烟气中依然含有少量的雾滴，正常为75-300 mg/Nm³，而这些浆液雾滴含有硫酸钙固体以及二氧化硅等酸不容物飞灰，因此烟气脱硫吸收塔除雾器的液滴分离性能好坏和火力发电厂排放的烟尘浓度息息相关。 

为了不断提高除雾器的液滴分离性能，脱硫除雾器的技术也在不断地向前推进。在现有湿法脱硫吸收塔除雾器技术中，除雾器通常由两级组成，即粗除雾层和精细除雾层，也有采用三级结构，即增加一级极细除雾层；除雾器的种类为管式除雾器、平板式除雾器和屋顶式除雾器，配置两级的除雾器在20世纪已经在脱硫***中得到广泛的应用，带有管式除雾器的组合除雾器应用也将近十年的历史。 

近年来，由于燃烧煤种和设计煤种存在差异，烟气流量往往超出设计范围，因此脱硫除雾器的运行存在诸多问题，比如由于烟气流量大，局部区域的运行流速超过除雾器的临界速度，导致除雾器发生携带现象，从而导致不同程度的堵塞，甚至严重堵塞；除雾器分离效率低，后方的净烟气雾滴含量偏高，导致烟气换热器GGH频繁堵塞，或者再结合净烟气冷凝现象析出大量的冷凝水，这些冷凝水和石膏浆液雾滴结合，在烟道以及烟囱内高速流动下最终从烟囱顶部排放，从而形成石膏飘絮物落回地面（俗称石膏雨），严重影响火电厂厂区、附近居民区的工作和生活，给周围环境带来严重的影响。 

因此为了在现有除雾器的基础上或者在现有的除雾器钢支撑结构的基础上再提高除雾性能，一种组合除雾器应运而生，即在现有两级或者三级除雾器之前增加一级管式预除雾器，其目的是利用液滴分离性能一般但抗堵塞能力强的一种除雾器，将粒径较大的雾滴先得到分离，这样下游位置的平板或者屋顶除雾器的雾滴负荷得到降低，现有除雾器的堵塞风险也得到降低。这种管式预除雾器还有个功能就是对进入传统平板或者屋顶除雾器的烟气流场作了很好的均布作用，提高了传统除雾器的整体效果。关于管式预除雾器的技术方案，在已知的现有技术中，主要有以下几种： 

在德国专利文献DE 203 02 380U1公开了这样一种组合式除雾器，它包括一个管式预除雾器和下游的屋顶除雾器。该管式预除雾器包括两层平行的管排，管排由均匀排列的圆管组成，在管排的两端分别支撑在侧板上，烟气流的方向垂直向上，与管子的轴线方向相垂直（参见专利文献附图）。说明书和权利要求书中明确管式预除雾器由可旋转的管子或辊子组成。

在实用新型专利ZL200920286171.X“一种管式除雾器以及除雾装置”中提到管式除雾器：包括至少两层平行的管排，管排由均匀排列的管子组成，在管排的两端分别支撑在板上，烟气流的方向与管排内管子的轴线方向相垂直。 对于吸收塔内部的除雾器来说，这种管式预除雾器实际上是将两层圆管子错开、均匀、水平平行布置，导致烟气穿过两排管子时，烟气方向发生被迫改变导致一部分大雾滴被圆管表面所拦截从而构成预除雾的效果；在水平烟道内，同样的道理，只不过是把这种管式预除雾器垂直布置而已。 

在实用新型专利ZL201010602365.3 “吸收塔除雾装置”中明确定义了管式预除雾器，其特征是：包括至少两层平行排列的管排，管排由均匀排列的圆管构成，相邻的两层管排的圆管交错排列，管排的圆管倾斜于水平面设置。对于吸收塔内部的除雾器来说，这种预除雾器实质是将实用新型专利ZL200920286171.X所描述的管式除雾器由水平布置改为倾斜布置，对于管式预除雾器的防堵塞确实有很大的提升作用。 

在实用新型专利ZL201010612828.4“一种仿水滴型管式除雾器以及除雾装置”也提出了一种新型的管式预除雾器，实质是将实用新型专利ZL200920286171.X 的管式除雾器的除雾元件由圆管改成异型管仿水滴型来代替，效果是减小了部分阻力，提高了拦截雾滴的面积。对于这种管式预除雾器，由于仿水滴型管子不具备旋转的功能，管式预除雾器的堵塞风险却大大增加了。 

在实用新型专利ZL201120246466.1“V型仿水滴型管式除雾器以及除雾装置”中提到的一种新型的管式预除雾器，实质上就是将仿水滴型异型管呈倾斜布置。相对于水平布置的仿水滴型管式除雾器，堵塞的风险是下降了，但是带来的不利方面是管式预除雾器同时作为烟气均布器的效应却大幅下降甚至消失。 

尽管已知的管式预除雾器起到了表现不错的预除雾的效果，但是管式除雾器在运行过程中也或多或少出现了局部的堵塞，经过长期的运行经验，有用户要求为管式除雾器单独增加冲洗***。 

目前为止，已知的管式预除雾器在烟气均布方面依然表现的差强人意。在和管式除雾器的分离元件轴线相垂直的方向上，烟气均布性良好，但是和管式除雾器的分离元件轴线相平行的方向上，烟气均布性表现欠佳，正因为这方向上的烟气均布性表现欠佳，导致管式除雾器的分离元件在沿着分离元件轴线方向上拦截的浆液量严重不均匀，而管式除雾器通常没有配备单独的冲洗***，只是靠现有平板或者屋顶除雾器配备的冲洗***所落下的水来保持管式除雾器的分离元件洁净，在拦截浆液量多的区域，其清洁的难度就大幅提高了，堵塞的风险就急剧上升。 

此外，由于脱硫吸收塔比较大，最大的脱硫吸收塔直径达到20余米，除雾器将覆盖整个截面，由于除雾器下方喷淋吸收区和烟道出口不同的布置方式，在整个吸收塔内，不同的区域其烟气流速也存在较大的差异，烟气不均匀性可以达到±35%，管式预除雾器的所有管段均匀排列的话，流经管式预除雾器的烟气均布性欠佳，导致管式预除雾器在沿着分离元件轴线方向上拦截的浆液量不大均匀，容易堵塞。 

实用新型内容

为了改善现有管式预除雾器的防堵塞性能、提高烟气均布效果，本实用新型的技术方案具体为：一种管段蜂窝网除雾器，由至少三层组件组成，其中包括一层蜂窝结构网和至少两层相互平行的管段；相邻两层的管段错开布置，同一层中同一模块的管间距相同，不同模块间的管间距与同一模块的管间距不完全相同；管段用隔板悬吊支撑。由于蜂窝结构网的存在，管段蜂窝网除雾器的分离元件在轴线方向上，烟气均布性效果也将表现的和垂直于轴线方向一样完美，这样整个除雾器无论在哪个方向上烟气都是均匀的，其拦截的浆液也基本上均匀，这样管式除雾器的堵塞风险下降了，同时为下游位置的平板除雾器或者屋顶除雾器贡献了更佳的气体流场，从而再次提高下游的平板除雾器或者屋顶除雾器的整体性能。由于管段通常由塑料制成，比较软，而长度一般为1.8-2.7m，因此需要用两个或三个隔板悬吊支撑管段中间部分，这样管段不容易弯曲变形。

所述管段的截面为可为圆形或者圆环，即管段可以是实心杆也可以是中空杆。 

所述管段的截面还可以为鸡蛋纵截面形状，这种形状更有利于流体流动。 

所述蜂窝结构网的网孔形状理论上可为任意多边形或圆形、椭圆形的中的一种或几种，常见的多变形有六边形、三角形、四边形、五边形、七边形、八边形等。蜂窝结构网厚度为3～210mm。 

优选的，所述蜂窝结构网布置在管段上游或下游位置，与最近的管段距离0～950mm；或者布置在任意两层管段之间。 

所述相互平行的管段和蜂窝结构网可以水平布置也可垂直布置，根据实际工程需要确定。也可以相互平行的管段（1）呈“∨”或者“Λ”字形布置，所述蜂窝结构网（1）相应地也呈“∨”或“Λ”字形布置。 

优选的，所述不同模块间的管间距为同一模块的管间距的0.85～1.15倍。除雾器需要在现场完成组装，除雾器应用的主要场合就是脱硫吸收塔，通常塔径都比较大。安装除雾器时是将除雾器元件先组装成一个个模块，再将模块连接拼合起来。整个组装工作耗时长、工序复杂，为了使现场设备组装更简单，本实用新型还将大约20～35%左右的管段的间距作调整，适应安装操作中无法避免的误差，使得下游除雾器组装更方便。同时由于蜂窝结构网可以安装在管段上游或下游位置，也可以布置在任意两层管段之间，当蜂窝结构网安装在两层管段之间时，而普通的管间距太小，比如36mm时，就需要将不同模块间的管间距适当调大，方便施工人员进行焊接等操作。 

进一步地，吸收塔内气体流速低的区域的管间距为气体流速高的区域的管间距的1.2～1.65倍。由于脱硫吸收塔比较大，最大的脱硫吸收塔直径达到20余米，除雾器将覆盖整个截面，由于除雾器下方喷淋吸收区和烟道出口不同的布置方式，在整个吸收塔内，不同的区域其烟气流速也存在较大的差异，烟气不均匀性可以达到±35%，不同的脱硫工艺，其烟气分布的特点不一样，比如德国鲁奇脱硫工艺，其除雾器中心区域流速高四周低，而对奥地利能源的脱硫工艺，在靠近烟道出口位置区域流速偏高，而其余区域低，为了更有效改善整个吸收塔横截面的烟气流场，管式预除雾器将根据不同的设计工况而将管段间距设计成多种规格，在预期烟气流速高的区域，管段间距适当减小，在预期烟气流速低的区域，管段间距适当增大。 

一种组合除雾装置，包括上述的管段蜂窝网除雾器，且组合除雾器下游位置布置有至少一级平板除雾器或者屋顶除雾器，除雾器元件为相互间距20～50mm、相互平行布置、形状为类似正弦曲线的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间。 

进一步地，其中一级或几级除雾器（包括管段蜂窝网除雾器）的上游侧或下游侧装配有清洗***；清洗***可为在线自动清洗***，或手动操作的清洗***。 

本实用新型的有益效果：由于蜂窝结构网的存在，除雾器在轴线方向上，烟气均布性效果也将表现地和垂直于轴线方向一样完美，整个除雾器无论在哪个方向上烟气都是均匀的，其拦截的浆液也基本上均匀，除雾器的堵塞风险大大下降，同时为下游位置的平板或者屋顶除雾器贡献了更佳的气体流场，从而再次提高现有平板或者屋顶除雾器的整体性能；根据不同的设计工况而将管段间距设计成多种规格，在预期烟气流速高的区域，管段间距适当减小，在预期烟气流速低的区域，管段间距适当增大。这样降低了整个吸收塔截面的烟气不均匀性。使流速高的区域和流速低的区域更接***均流速；通过将大约20～35%左右的管段间隙作调整来使的下游除雾器和蜂窝结构网的组装更方便，缩短整套除雾器的安装时间，节约安装成本。 

附图说明

图1：实施例一正面结构示意图； 

图2：蜂窝结构网示意图； 

图3：实施例一侧面结构示意图； 

图4：实施例二正面结构示意图；

图5：实施例二侧面结构示意图；

图6：实施例三正面结构示意图； 

图7：实施例四结构示意图；

图8：实施例五结构示意图； 

图9：实施例六结构示意图； 

图10：实施例八结构示意图； 

图11：实施例八脱硫吸收塔中除雾器排布示意图； 

图12：图11中A-A截面的气体流速分布示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图来具体说明本实用新型。附图8-12中一排的黑箭头表示烟气流速方向。

实施例1 

如图1-图3所示，一种两层管段的管段蜂窝网除雾器，包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），管段截面为圆形，相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。蜂窝结构网（11）布置在两层管段（12）之间。蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12）均水平布置。

实施例2 

如图4-图5所示，一种两层管段的管段蜂窝网除雾器，包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），管段（12）的截面为鸡蛋纵截面形状，相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。蜂窝结构网（11）布置在两层管段（12）的上游位置。蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12）均水平布置。

实施例3 

如图6所示，一种两层管段的管段蜂窝网除雾器，包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。蜂窝结构网（11）布置在两层管段（12）的下游位置。蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12）均水平布置。

实施例4 

如图7所示，一种两层管段的管段蜂窝网除雾器，包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。蜂窝结构网（11）布置在两层管段（12）之间。蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12）均倾斜布置。

实施例5 

如图8所示，一种管段蜂窝网除雾器1和平板式除雾器2组合的组合除雾装置，管段蜂窝网除雾器1包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。蜂窝结构网（11）布置在两层管段（12）之间。

 平板式除雾器2的除雾元件为间距40mm、相互平行布置、形状为类似正弦曲线、材料为改性增强型聚丙烯的波纹板，波纹板的厚度为2.0～3.5mm。

实施例6 

如图9所示，一种管段蜂窝网除雾器和屋顶式除雾器组合的组合除雾装置，管段蜂窝网除雾器包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用三块隔板（13）悬吊支撑。

屋顶式除雾器的除雾元件为间距30mm(或者27.5，或者25mm)、相互平行布置、形状为类似正弦曲线、材料为改性增强型聚丙烯的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间。 

实施例7 

一种管段蜂窝网除雾器和两级屋顶式除雾器组合的组合除雾装置，管段蜂窝网除雾器包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），相邻两层的管段错开布置；高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。

第一级屋顶式除雾器3的除雾元件为间距30mm、相互平行布置、形状为类似正弦曲线、材料为改性增强型聚丙烯的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间；第二级屋顶式除雾器4的除雾元件为间距27.5mm（或者25mm）、相互平行布置、形状为类似正弦曲线且带钩设计、材料为改性增强型聚丙烯的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间。 

实施例8 

如图10-12所示，一种管段蜂窝网除雾器和两级屋顶式除雾器组合的组合除雾装置，除雾器带4层冲洗***（5）。管段蜂窝网除雾器包括一层蜂窝结构网（11）和两层平行的管段（12），高流速区域中，同一层中同一模块的管间距d=36mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距d1=31～41mm；低流速区域中，同一层中同一模块的管间距D =47mm，不同模块间的管间距与同一模块的管间距D1=42～52mm；管段用隔板（13）悬吊支撑。

第一级屋顶式除雾器3的除雾元件为间距30mm、相互平行布置、形状为类似正弦曲线、材料为改性增强型聚丙烯的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间；第二级屋顶式除雾器4的除雾元件为间距27.5mm（或者25mm）、相互平行布置、形状为类似正弦曲线且带钩设计、材料为改性增强型聚丙烯的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间。第一级屋顶式除雾器3的上游位置配置自动冲洗***（5），冲洗位置为第一级屋顶式除雾器3下表面；第一级屋顶式除雾器3的下游位置配置自动冲洗***（5），冲洗位置为第一级屋顶式除雾器3上表面；第二级屋顶式除雾器4的上游位置配置自动冲洗***（5），冲洗位置为第二级屋顶式除雾器4下表面；第二级屋顶式除雾器4的下游位置配置手动冲洗***（5），冲洗位置为第二级屋顶式除雾器4上表面；由于吸收塔直径达约为12 m,需要5跨区除雾器才能实现覆盖整个吸收塔截面。 

Claims (10)

1.一种管段蜂窝网除雾器，其特征在于：由至少三层组件组成，其中包括一层蜂窝结构网（11）和至少两层相互平行的管段（12）；相邻两层的管段错开布置，同一层中同一模块的管间距相同，不同模块间的管间距与同一模块的管间距不完全相同；管段用隔板（13）悬吊支撑。

2.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：所述管段（12）的截面为圆形或者圆环。

3.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：所述管段（12）的截面为鸡蛋纵截面形状。

4.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：所述不同模块间的管间距为同一模块的管间距的0.85～1.15倍。

5.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：吸收塔内气体流速低的区域的管间距为气体流速高的区域的管间距的1.2～1.65倍。

6.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：所述蜂窝结构网（11）的网孔形状为六边形、三角形、四边形、五边形、七边形、八边形、圆形、椭圆形的中的一种或几种；所述蜂窝结构网（11）的厚度为3～210mm。

7.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：所述相互平行的管段（12）呈“∨”或者“Λ”字形布置，所述蜂窝结构网（11）相应地也呈“∨”或“Λ”字形布置。

8.根据权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，其特征在于：所述蜂窝结构网（11）布置在管段上游或下游位置，与最近的管段距离0～950mm；或者布置在任意两层管段之间。

9.一种组合除雾装置，其特征在于：包含权利要求1所述的管段蜂窝网除雾器，组合除雾器下游位置布置有至少一级平板除雾器或者屋顶除雾器，除雾器元件为相互间距20～50mm、相互平行布置、形状为类似正弦曲线的波纹板，波纹板的厚度在2.0～3.5mm之间。

10.根据权利要求9所述的组合除雾装置，其特征在于：其中一级或几级除雾器的上游侧或下游侧装配有清洗***（5）；清洗***为在线自动清洗***或者手动操作的清洗***。

Images