[发明专利]阵列式加压析水装置

说明书

本发明属于化工行业湿法洗气后处理技术领域，提供了一种阵列式加压析水装置。该阵列式加压析水装置为在烟气管道内增设阵列式文丘里结构使烟气管道内局部区域气体压力增加使气态水析出，并汇集流下；所述的阵列式文丘里结构为多层分布排列，包括中心析水通路、多个最外环通路以及位于中心析水通路和最外环通路之间的多个中间通路。本发明在实际工作中能够将湿烟气中的气态水析出并汇集排出，能够真实去除气态水，而且不需要热量交换，大幅节省能源消耗。

技术领域

本发明属于化工行业湿法洗气后处理技术领域，具体是一种用于烟气气态水分离脱水的装置，具体为阵列式加压析水装置。

背景技术

对于工业生产中排放的烟气均有一定的排放要求来防治大气污染，在化工生产中，二氧化硫是常见污染排放物之一。为将二氧化硫的排放量控制在一定范围之内，常采用湿法脱硫技术，将烟气通入洗涤塔，用液态脱硫剂(如石灰石浆液)吸收烟气中的中的二氧化硫，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。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。而且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。对于气态水工业中常用的是方法是对管道烟气进行加热提高气体含水量，使气体经过烟道冷却后，含水烟气依旧不达到饱和状态，从避免管道出口处出现大量白烟，但是此种方法并没有实际去除烟气中的水份。

中国专利申请号CN204619695U公开了一种高效率烟气除水装置该装置利用冷凝法，将烟气迅速冷却至露点以下，烟气中的气态水便会冷凝析出。之后利用集水设备将液态水聚集排出，并通过气道改进扩大烟气和制冷块的接触面积。此种方法能够有效的将气态水析出并进行去除，但是此种方法换热效率难以保证，除水效果差，能源消耗较大。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种阵列式加压析水装置的设计方案，利用机械结构设计，通过物理方式降低气态水的携带量，使液态水析出，并考虑装置压损情况，在保证装置整体压降的情况下，节省大量能量消耗，并除去烟气中的水份。

本发明的技术方案：

一种阵列式加压析水装置，在烟气管道内增设阵列式文丘里结构使烟气管道内局部区域气体压力增加使气态水析出，并汇集流下；所述的阵列式文丘里结构为多层分布排列，包括中心析水通路、多个最外环通路以及位于中心析水通路和最外环通路之间的多个中间通路；对于管径为D的烟气通路，中心析水通路的入口直径为D1，最外环通路的入口直径为D2，中间通路的入口直径为D3，上述的气体通路的排列方式是根据管道内的气速分布设置，通过对无装置烟道的仿真可知，在烟道中心区域和沿壁面区域气体流速较快，为避免压损过大，所以中心通路和最外环通路直径设置较大，即D1＞D2＞D3。同时，为保证本发明对管道烟气的渗透率的影响，要求D1+D2+D3＜0.8D。

所述的加压析水装置中的气体通路采用文丘里结构通过通路直径的改变来提高局部的气体压力，饱和湿烟气的携水量会随着压力的增加逐渐减小，当烟气压力提升到0.2MPa时，含水量就会大幅下降，所以通过通路直径设计将局部气体压力提升至0.2MPa。为达到这一指标，所述的文丘里结构的喉管直径为入口直径的0.49，即d1＝0.49D1，d2＝0.49D2，d3＝0.49D3，同时为了保证烟气能量损失，喉管长度应为文丘里结构总长度的0.6。

所述的加压析水装置在文丘里式的气体通路上镀一层高分子疏水材料，本方案所使用的高分子疏水材料能够改变被镀材料的表面属性，能够促进析出水份的凝结，然后汇集流下排出。