水膜除尘器的计算及在锅炉烟气除尘中的应用.pdf

第26卷内蒙古石油化工57

水膜除尘器的计算及在锅炉
烟气除尘中的应用

张海渤朱建军李山荣张建真王红旺
(内蒙古蒙西联拉僧庙分公司)(内蒙古工业大学化工系)

摘要针对工业锅炉排放烟气的特性与环保要求,本文对水膜除尘器的结构、原理及计
算,作了详尽的说明,结合应用实例,对水膜除尘器在烟气脱硫除尘中的应用作了分析讨论。
关键词锅炉烟气水膜除尘器

在化工行业中,应用锅炉蒸汽进行生产的厂家不少,根据国家环保对烟尘排放标准的要求,对锅炉
的烟气除尘,除硫是各个厂家必须要解决的问题。
1锅炉烟气的特性
1.1锅炉烟气的组成
烟气是气相物质和固相物质的混合体,气相物质主要成分为二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、碳氢化
合物、氮氧化合物、氮气、氧气等。固相物质即为烟尘。燃料燃烧时生成这些产物就是污染大气的原始物
质。
1.2燃烧1吨煤排出的各种有害物质列表如下(以公斤计):

有害物质电站锅炉工业锅炉采暖锅炉

二氧化硫606060

一氧化碳0.231.422.7

二氧化氮993.6

碳氢化合物0.10.55
尘粉:一般情况111111
燃烧良好369
1.3各种锅炉的排尘浓度
根据实测,通常情况下,往复炉排锅炉排尘浓度为1～2g/m3;链条炉排锅炉排尘浓度2～4g/m3;抛
煤机锅炉排尘浓度8～13/5g/m3;煤粉炉排尘浓度10～20g/m3;沸腾炉高达40～70g/m3。
1.4各种锅炉烟尘的粒径分散度
各种不同燃烧方式锅炉烟尘分散度平均值列表如下:

燃分散度粒径Lm～～～～～～～～
烧平均>757560604747303020201515101055
方式值%
往复炉41.633.193.6610.2013.858.2911.376.850.96

链条炉50.744.536.3012.057.395.486.255.451.81

抛煤机炉61.027.696.039.935.853.212.972.330.97

煤粉炉13.1913.2310.2014.9411.605.7415.3611.654.08

沸腾炉33.186.857.6714.869.905.4415.705.640.76

1.5GB3841-83《锅炉》(不含电站锅炉)烟尘排放标准
58水膜除尘器的计算及在锅炉烟气除尘中的应用第26卷

标准值
区域类别适用地区
最大容许烟尘浓度最大容许林格曼黑度

自然保护区、风景游览区、疗养地、名胜古迹
1200mg/m31
区,重要建筑物周围

2市区、郊区、工业区、县以上城镇400mg/m31

3其它地区600mg/m32

2水膜除尘器的结构及其工作原理
2.1水膜除尘器的结构
水膜除尘器由烟道文丘里管及水膜捕尘园筒组成,文丘里管的喉颈处内装有液体喷雾莲蓬头或喉
颈管周边均布喷液孔,液体为水或除硫剂液体。水膜捕尘园筒是由双层园筒组成,内筒外壁、外筒内壁自
上而下由液体分配管来的液体形成水膜。水膜捕尘筒底部设有水封沉淀池。文丘里管及水膜捕尘筒均
由耐腐耐温材料(花岗岩、安山岩、辉绿岩铸石等)砌筑而成,水膜捕尘园筒外部用扁铁做紧箍加固。水膜
捕尘园筒后面接烟气引风机,把烟气送到烟囱排空。
2.2工作原理
含尘烟道气进入文丘里管后,水或除硫剂液体从喉颈管周边均布小孔或莲蓬头喷出,在喉颈处被高
速高温(250℃)烟气流冲击形成雾状液滴,烟气中的粉尘与雾滴碰撞而凝聚成较大的液滴,并随气流一
并切线进入水膜捕尘园筒中。由双层园筒自上而下形成双层水膜,烟道气在双层水膜中间形成旋转上升
气注内层水膜形成低压吸附,外层水膜形成离心吸附,烟尘雾滴被吸附后随水膜流入水封沉淀池中,池
上部清液用泵可以循环使用,池底部排污。净化后的烟气经引风机送入烟囱排空。除尘示意流程如图所
示:

3水膜除尘器的计算
3.1文丘里管的计算
根据技术资料,文丘里管的收缩管取中心角B=25～30°,扩散管中心角H=7°,文丘里管的喉颈管的
直径dt与长度Lt对除尘效率有较大的影响。
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-2v
喉颈管直径可由下式计算:dt=1.88×10(1)
ut
式中:dt——喉颈管直径;V——处理气体量米3/时;ut——喉颈管中气速米/秒;注:喉颈管处气体
流速≥60米/秒,压降150～1500毫米水柱喉颈管长度:Lt=0.8～1.5dt,小型设备可取2dt,大型设备
可取1dt;喉颈管处喷水咀的孔径2～8毫米,一般控制水、气比为0.5～0.7升(水)/m3(气体),连接水
膜除尘筒后,0.1Lm以上尘粒除尘效率95～99%。
计算举例:层燃炉,20t/h链条炉,产汽量20t/h,根据技术资料,烟气排放温度250℃时,一吨蒸汽所
需要排放烟气量284m3/吨蒸汽。此炉一小时产生的烟气量:V=2840×20=56800m3