工业烟气湿法脱硫实用技术设计和文丘里洗涤塔性能

如图7-3所示，文丘里洗涤塔由一个文丘里管和洗涤塔组成。它是一种高效湿式洗涤器，常用在高温烟气降温和除尘上，也可用于气体吸收、烟气脱硫上。文丘里管有降温、除尘、吸收功能，这取决于它喉部的气速。它的工作原理是烟气进入文丘里管后先在收缩段加速，然后进入喉管，烟气速度达到所要功能的速度值，如除尘时，v_T约为35m/s；气体吸收时，v_T=20～23m/s。在喉部前喷入除尘水或脱硫吸收液，借助喉部高速气流使吸收液与烟气进行充分混合、激烈碰撞和传质、传热、涤尘、吸收过程。经过喉部后，烟气逐渐减速，由于粒子大小惯性不同，相互进行碰撞凝聚成较大颗粒而有利于捕集和吸收，最后进入除雾器或洗涤塔。文丘里管后面也可接其他吸收塔，可以获得很高的吸收率。

文丘里洗涤器的特性：

1）文丘里洗涤器可用于除尘、脱硫，也适用于高温烟气降温，可用于带有黏稠性组分的烟气。

2）具有较高的脱硫除尘效率。它的喉部气速v_T直接与效率和阻力相关（见图7-4），应合理选定。v_T约为35m/s时，用于烟气除尘；v_T约为90m/s时，用于亚微米除尘；v_T为20～23m/s时，用于气体吸收。

3）文丘里管液气比L/G也与用途和净化率密切相关。一般除尘脱硫L/G为1～2，用于烟气脱硫，对应CaO浆液浓度5%；L/G为5.4时，脱硫效率为65%，对应MgO浆液浓度5%；L/G为5.4时，脱硫效率为91%。

图7-3 文丘里洗涤塔简图

4）文丘里洗涤器更适用于作为烟气脱硫预处理级，可以用于降温、除尘或去除黏稠性组分，同时脱除大部分SO₂，为下一级脱硫创造良好工作条件。

5）文丘里洗涤器结构尺寸比如下：

进口直径同烟气管道相匹配；

收缩段收缩角α₁=23°～25°；喉管长度与直径L_T/D_T=0.8～1.5。

喉管直径D_T根据v_T计算；

扩散管段，扩散角α₂=6°～8°。有了α₁和α₂，根据相应进口、喉管尺寸、出口管尺寸就可计算出收缩段、扩散段长度。(www.xing528.com)

图7-4 文丘里洗涤器喉速v_T与压降Δp曲线 （Δp-v_T曲线）图

6）文丘里洗涤器的阻力与喉部速度、结构尺寸、加工精度、喷雾方式、液气比等有关。要准确计算一个文丘里管的阻力是比较困难的，但是可以根据使用经验得到阻力经验数据。可用图7-4进行估算。

图7-5表示喉管气速、空气动力分割粒径与分级通过率及阻力的曲线。

从曲线可找到在液气比L/G=1L/m³，f=0.25，t=25℃时，空气动力直径d_a的大小。采用v_T值可找到Δp，再找到分级通过率P，也可推算分级效率η_d=1-P。

图7-5 分级通过率P-d_a曲线

图7-6表示，不同液气比和不同v_T下的总除尘效率η和阻力损失。

图7-6 L/G—η曲线

7）在工业锅炉脱硫除尘中，应用文丘里麻石除尘器极为普遍。改造文丘里管，使其兼顾除尘和吸收SO₂，并在麻石主筒内加装喷雾和旋流板脱硫，取得了阶段成果。除尘效率约为95%～98%，脱硫效率在80%左右，阻力在1600Pa左右，L/G=0.5～1.5L/m³。