典型压水式文氏管除尘器

文氏管除尘器由收缩段、喉口和扩散管以及脱水器组成。文氏管是在意大利物理学家文丘里(G.B. Venturi.1746~1822)初次研究了收缩管道对流体流动的效率的影响后命名的。文丘里管则是在1886年美国柯姆斯?霍舍尔(Clemens Herschel)为了增加流体的速度从而引起压力的减小而发明的。文氏管除尘器于1946年开始在工业中应用。湿式除尘器要得到较高的除尘效率,必须造成较高的气液相对运动速度和非常细小的液滴,文氏管除尘器就是为了适应这个要求而发展起来的。

文氏管除尘器是一种高能耗**率的湿式除尘器。含尘气体以高速通过喉管，水在喉管处被湍流运动的气流雾化,尘粒与水滴之间相互碰撞使尘粒沉降,这种除尘器结构简单,对0.5~5pm的尘粒除尘效率可达99%以上,但其费用较高。该除尘器常用于高温烟气降温和除尘,也可用于吸收气体污染物。

1.文氏管除尘器的工作原理

文氏管除尘器的除尘过程,可分为雾化、凝聚和脱水三个环节,前两个环节在文氏管内进行,后一环节在脱水器内完成。含尘气体由进气管进入收缩管后流速逐渐加大,在喉管气体流速达到大值。在收缩管和喉管中气液两相之间的相对流速达到大值。从喷嘴喷射出来的水滴,在高速气流冲击下雾化,能量由高速气流供给。

在喉口处气体和水充分接触,并达到饱和,尘粒表面附着的气膜被冲破,使尘粒被水湿润,发生激烈的凝聚。在扩散管中,气流速度减小,压力回升,以尘粒为凝结核的凝聚作用形成,凝聚成粒径非常大的含尘水滴,更易于被捕集。粒径非常大的含尘水滴进入脱水器后,在重力、离心力等作用下,干净气体与水、尘分离,达到除尘之目的。

文氏管的结构形式是除尘效率高低的关键。文氏管结构型式有多种类型。

①按断面形状分,有圆形和矩形两类。

②按喉管构造分,有喉口部分无调节装置的定径文氏管,有喉口部分装有调节装置的调径文氏管。调径文氏管要严格保证净化效率,需要随气体流量变化调节喉径以保持喉管气速不变。喉径的调节方式,圆形文氏管一般采用砣式调节;矩形文氏管可采用翼板式、滑块式和米粒(R-D)型调节。

③按水雾化方式分,有预雾化和不预雾化两种方式。

④按供水方式分,有径向内喷、径向外喷、轴向喷雾和溢流供水四种、各种溢流文氏管,可以直至清除干湿界面上粘灰作用。各种供水方式皆以利于水的雾化并使水滴布满整个喉管断面为原则。

⑤按使用情况分为单级文氏管和多级文氏管等。

⑥按文氏管与脱水装置的配套装置,文氏管除尘器又可分为若干类型。

2.文氏管的供水装置区的颗中的资

文氏管的供水采用外喷、内喷及溢流三种形式。溢流供水常与内喷或外喷配合使用,亦有单独使用的。

外喷文氏管喷嘴圆形外喷文氏管采用针型喷嘴呈辐射状均匀布置)喷嘴角θ一般介于15?~25?之间,亦有为θ值取零,即喷嘴在靠近喉管一端的收缩管上与文氏管中心线垂直布置;θ值愈大,水雾化愈好但阻力也愈大。对喉管非常大的文氏管,应注意水流受高速气流冲击下仍能喷射到喉管中心构成封闭的水幕。必要时喷嘴可分两层错列布置。

(2)内喷文氏管喷嘴内喷文氏管采用碗型喷嘴,其布置。喷嘴的喷射角约60?,喷嘴口与喉口之间的距离约为喉管直径的1.3~1.5倍,根据入射角1等于反射角02并使反射后的流股汇集于喉管中心,用作图法确定。圆形文氏管喉径在小于500mm时用单个喷嘴,大于500mm时可用3~4个喷嘴。采用碗型喷嘴时,要求水质清净,避免喷嘴堵塞。在水质不良的情况下,宜使用螺旋型喷嘴。

(3)溢流文氏管为溢流装置,溢流水沿收缩管内壁流下,溢流水量按收缩管入口每1m周边0.5~1.0t/h考虑。炼钢氧气顶吹转炉文氏管的溢流水按喉管边长计算,每1m周边用水量为5~6t/h为了使溢流口四周均匀给水,在收缩管入口应安装可调节水平的球面架。水封罩插入溢流面以下的高层度必须大于文氏管入口处的负压值。文氏管除尘器的设计包括两个内容,确定净化气体量和文氏管的主要尺寸。

①净化气体量确定。净化气体量可根据生产工艺物料平衡和燃烧装置的燃烧计算求得。也可以采用直接测量的烟气量数据。对于烟气量的设计计算均以文氏管前的烟气性质和状态参数为准。一般不考虑其漏风、烟气温度的降低及其中水蒸气对烟气体积的影响。

②文氏管几何尺寸有收缩管、喉管和扩张管的截面积、圆形管的直径或矩形管的高度和宽度以及收缩和扩张管的张开角等。

4.文氏管设计和使用注意事项

注意事项:①文氏管的喉管表面光洁要求一般为V6,其他部分可用铸件或焊件,但表面应无飞边毛刺;②文氏管法兰连接处的填料不允许内表面有突出部分;③不宜在文氏管本体内设测压孔、测温孔和检查孔;④对含有不同程度的腐蚀性气体,使用时应注意防腐措施,避免设备腐蚀;⑤采用循环水时应使水充分澄清,水质要求含悬浮物量在0.01%以下,以防止喷嘴堵塞;⑥文氏管在安装时各法兰连接管的同心度误差不超过?2.5mm,圆形文氏管的椭圆度误差不超过?1mm;⑦溢流文氏管的溢流口水平度应严格调节在水平位置,以使溢流水均匀分布;⑧文氏管用于高温烟气除尘时,应装设压力、温度升高警报信号,并设事故高位水池,以确保供水安全。