典型壓水式文氏管除塵器

典型壓水式文氏管除塵器

文氏管除塵器由收縮段、喉口和擴散管以及脫水器組成。文氏管是在意大利物理學家文丘里(G.B. Venturi.1746~1822)初次研究了收縮管道對流體流動的效率的影響后命名的。文丘里管則是在1886年美國柯姆斯?霍舍爾(Clemens Herschel)為了增加流體的速度從而引起壓力的減小而發(fā)明的。文氏管除塵器于1946年開始在工業(yè)中應用。濕式除塵器要得到較高的除塵效率,必須造成較高的氣液相對運動速度和非常細小的液滴,文氏管除塵器就是為了適應這個要求而發(fā)展起來的。

文氏管除塵器是一種高能耗**率的濕式除塵器。含塵氣體以高速通過喉管，水在喉管處被湍流運動的氣流霧化,塵粒與水滴之間相互碰撞使塵粒沉降,這種除塵器結(jié)構(gòu)簡單,對0.5~5pm的塵粒除塵效率可達99%以上,但其費用較高。該除塵器常用于高溫煙氣降溫和除塵,也可用于吸收氣體污染物。

1.文氏管除塵器的工作原理

文氏管除塵器的除塵過程,可分為霧化、凝聚和脫水三個環(huán)節(jié),前兩個環(huán)節(jié)在文氏管內(nèi)進行,后一環(huán)節(jié)在脫水器內(nèi)完成。含塵氣體由進氣管進入收縮管后流速逐漸加大,在喉管氣體流速達到大值。在收縮管和喉管中氣液兩相之間的相對流速達到大值。從噴嘴噴射出來的水滴,在高速氣流沖擊下霧化,能量由高速氣流供給。

在喉口處氣體和水充分接觸,并達到飽和,塵粒表面附著的氣膜被沖破,使塵粒被水濕潤,發(fā)生激烈的凝聚。在擴散管中,氣流速度減小,壓力回升,以塵粒為凝結(jié)核的凝聚作用形成,凝聚成粒徑非常大的含塵水滴,更易于被捕集。粒徑非常大的含塵水滴進入脫水器后,在重力、離心力等作用下,干凈氣體與水、塵分離,達到除塵之目的。

文氏管的結(jié)構(gòu)形式是除塵效率高低的關(guān)鍵。文氏管結(jié)構(gòu)型式有多種類型。

①按斷面形狀分,有圓形和矩形兩類。

②按喉管構(gòu)造分,有喉口部分無調(diào)節(jié)裝置的定徑文氏管,有喉口部分裝有調(diào)節(jié)裝置的調(diào)徑文氏管。調(diào)徑文氏管要嚴格保證凈化效率,需要隨氣體流量變化調(diào)節(jié)喉徑以保持喉管氣速不變。喉徑的調(diào)節(jié)方式,圓形文氏管一般采用砣式調(diào)節(jié);矩形文氏管可采用翼板式、滑塊式和米粒(R-D)型調(diào)節(jié)。

③按水霧化方式分,有預霧化和不預霧化兩種方式。

④按供水方式分,有徑向內(nèi)噴、徑向外噴、軸向噴霧和溢流供水四種、各種溢流文氏管,可以直至清除干濕界面上粘灰作用。各種供水方式皆以利于水的霧化并使水滴布滿整個喉管斷面為原則。

⑤按使用情況分為單級文氏管和多級文氏管等。

⑥按文氏管與脫水裝置的配套裝置,文氏管除塵器又可分為若干類型。

2.文氏管的供水裝置區(qū)的顆中的資

文氏管的供水采用外噴、內(nèi)噴及溢流三種形式。溢流供水常與內(nèi)噴或外噴配合使用,亦有單獨使用的。

外噴文氏管噴嘴圓形外噴文氏管采用針型噴嘴呈輻射狀均勻布置)噴嘴角θ一般介于15?~25?之間,亦有為θ值取零,即噴嘴在靠近喉管一端的收縮管上與文氏管中心線垂直布置;θ值愈大,水霧化愈好但阻力也愈大。對喉管非常大的文氏管,應注意水流受高速氣流沖擊下仍能噴射到喉管中心構(gòu)成封閉的水幕。必要時噴嘴可分兩層錯列布置。

(2)內(nèi)噴文氏管噴嘴內(nèi)噴文氏管采用碗型噴嘴,其布置。噴嘴的噴射角約60?,噴嘴口與喉口之間的距離約為喉管直徑的1.3~1.5倍,根據(jù)入射角1等于反射角02并使反射后的流股匯集于喉管中心,用作圖法確定。圓形文氏管喉徑在小于500mm時用單個噴嘴,大于500mm時可用3~4個噴嘴。采用碗型噴嘴時,要求水質(zhì)清凈,避免噴嘴堵塞。在水質(zhì)不良的情況下,宜使用螺旋型噴嘴。

(3)溢流文氏管為溢流裝置,溢流水沿收縮管內(nèi)壁流下,溢流水量按收縮管入口每1m周邊0.5~1.0t/h考慮。煉鋼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐文氏管的溢流水按喉管邊長計算,每1m周邊用水量為5~6t/h為了使溢流口四周均勻給水,在收縮管入口應安裝可調(diào)節(jié)水平的球面架。水封罩插入溢流面以下的高層度必須大于文氏管入口處的負壓值。文氏管除塵器的設(shè)計包括兩個內(nèi)容,確定凈化氣體量和文氏管的主要尺寸。

①凈化氣體量確定。凈化氣體量可根據(jù)生產(chǎn)工藝物料平衡和燃燒裝置的燃燒計算求得。也可以采用直接測量的煙氣量數(shù)據(jù)。對于煙氣量的設(shè)計計算均以文氏管前的煙氣性質(zhì)和狀態(tài)參數(shù)為準。一般不考慮其漏風、煙氣溫度的降低及其中水蒸氣對煙氣體積的影響。

②文氏管幾何尺寸有收縮管、喉管和擴張管的截面積、圓形管的直徑或矩形管的高度和寬度以及收縮和擴張管的張開角等。

4.文氏管設(shè)計和使用注意事項

注意事項:①文氏管的喉管表面光潔要求一般為V6,其他部分可用鑄件或焊件,但表面應無飛邊毛刺;②文氏管法蘭連接處的填料不允許內(nèi)表面有突出部分;③不宜在文氏管本體內(nèi)設(shè)測壓孔、測溫孔和檢查孔;④對含有不同程度的腐蝕性氣體,使用時應注意防腐措施,避免設(shè)備腐蝕;⑤采用循環(huán)水時應使水充分澄清,水質(zhì)要求含懸浮物量在0.01%以下,以防止噴嘴堵塞;⑥文氏管在安裝時各法蘭連接管的同心度誤差不超過?2.5mm,圓形文氏管的橢圓度誤差不超過?1mm;⑦溢流文氏管的溢流口水平度應嚴格調(diào)節(jié)在水平位置,以使溢流水均勻分布;⑧文氏管用于高溫煙氣除塵時,應裝設(shè)壓力、溫度升高警報信號,并設(shè)事故高位水池,以確保供水安全。