電廠水處理設(shè)備——酸霧吸收器的改造與實現(xiàn)

摘 要：文章通過分析酸霧吸收器布水和進酸霧裝置的技術(shù)特點，著重運用氣體吸收的氣液傳質(zhì)雙膜理論進行酸霧吸收器布水裝置、支撐板、填料選擇布置和進酸霧裝置技術(shù)的研究與改造探索。

關(guān)鍵詞：酸霧吸收器；布水裝置； 進酸霧裝置；支撐板

中圖分類號：TQ241 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）11-0176-02

隨著科技的進步，為更好的實現(xiàn)酸霧吸收器在防治環(huán)境污染、改善地質(zhì)酸度方面的功能，需對酸霧吸收器進行相應(yīng)的改造。本文通過掌握HCl化學(xué)性質(zhì)、水化學(xué)理論，以及其HCl的溶解度和水吸收的相溶性在酸霧吸收器中引用等相關(guān)知識，對酸霧吸收器部分裝置的改造技術(shù)進行了研究探索。

1 酸霧吸收器設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 酸霧吸收器設(shè)備結(jié)構(gòu)

①酸霧吸收塔分單塔體和雙塔體。采用圓形塔體，用法蘭分段聯(lián)接而成。酸霧吸收器由貯水箱、塔體、進氣段、噴淋層、填料層、旋流除霧層、出風(fēng)錐帽孔、觀檢孔等組成。BSJ型玻璃鋼酸霧凈化塔是圓筒形重疊式分段制作的結(jié)構(gòu)形式。段與段之間是用法蘭連接，采用圓筒形結(jié)構(gòu)形式，不但結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，而且強度較高、占地面積小。②內(nèi)部裝置。進氣裝置使凈化氣等氣體的氣缸分配均勻化，布水裝置，支撐板，內(nèi)部填料，外部圓筒塑料器。

1.2 工作原理

在盛酸容器設(shè)備密封不良時，會有酸霧逸出。因此，凡是盛酸容器或設(shè)備，都應(yīng)在上部裝設(shè)酸霧排放塑料管，將盛酸容器內(nèi)揮發(fā)出來的酸霧通過管道引入酸霧吸收器。酸霧吸收器一般由塑料制成。酸霧進入酸霧吸收器下部由下向上擴散，途中與眾多的塑料環(huán)或空心多面塑料球接觸，自來水由上部進入，并由布水管淋洗下來，在塑料環(huán)或塑料球表面形成水膜，以增大吸收酸霧的接觸表面積。酸霧遇到水膜就溶于水中，形成很稀的酸液，經(jīng)底部水封溢出排液口排人廢水池或中和池。

2 酸霧吸收器設(shè)備安裝技術(shù)研究及改造

2.1 吸收酸霧填料器

①吸收酸霧填料器的結(jié)構(gòu)。包括器體、填料及支承、水流分布器及進酸霧分布器、除霧沫器等主要部件。操作時，水體自塔上部進入，并通過水體分布器均勻噴灑于器截面上，并在填料表面呈膜狀流下，HCL氣體自塔下部進入，通過填料層中的空隙由塔頂排出。HCL氣體H2O兩相在液膜表面進行傳質(zhì)。

②填料要求及評價標(biāo)準(zhǔn)。對于填料的要求：比表面積大；比重小，減輕塔和基座負(fù)荷；機械強度好，不易破碎；耐腐蝕性好；價格低廉，容易制得。

對于填料性能可以由以下三方面予以評價：其一，比表面積a。填料應(yīng)提供盡可能多的表面積，以單位填充體積所具有的填料表面來表示填料的這一特性，稱為比表面積a，單位為m2/m3。其二，空隙率ε。單位體積填料所具有的空隙體積，稱為空隙率。HCL氣體是在填料間的空隙內(nèi)流動的，為減少HCL氣體的流動阻力，提高填料塔的允許氣速，填料層應(yīng)有盡可能大的空隙率。其三，填料的幾何形狀。比表面積、空隙率大致相同而形狀不同的兩種填料，在流體力學(xué)和傳質(zhì)性能上可有顯著的差別，但目前對填料的幾何形狀還沒有定量的表達。

2.2 HCL氣體H2O兩相在填料層內(nèi)的流動

①H2O。H2O在亂堆填料中有一定的自分布能力。因此，對于小酸霧吸收器，可利用自分布能力，預(yù)分布要求校低；對于大酸霧吸收器，很難利用填料的自分布能力達到全器截面的分布均勻，對初始分布要求校高。另外，填料層內(nèi)可能出現(xiàn)溝流現(xiàn)象或壁流現(xiàn)象，需對H2O進行再分布。

②HCL氣體。HCL氣體通過填料層的壓降與氣速及H2O流量等因素有關(guān)。當(dāng)H2O量為零時，干填料的壓降Δp隨氣速u的增大而增大；當(dāng)有H2O噴淋時，H2O量一定，氣速u增大，壓降Δp增大，相同氣速下壓降Δp較干填料的壓降高。

③H2O泛。發(fā)生H2O泛時，H2O不能順利流下，HCL與H2O傳質(zhì)不能正常進行。在泛點之前，HCL氣體為連續(xù)相，H2O為分散相；泛點之后，HCL氣體為分散相，H2O為連續(xù)相。泛點又稱為轉(zhuǎn)相點，此時，壓降Δp劇增，H2O返混和HCL氣體H2O沫夾帶的現(xiàn)象嚴(yán)重，傳質(zhì)效果極差。設(shè)計時，操作氣速=50%～80%的泛點氣速。泛點氣速可根據(jù)泛點關(guān)聯(lián)圖估計。

2.3 酸霧吸收填料器的操作范圍

當(dāng)H2O 量一定時，若HCL氣體量很小，傳質(zhì)過程主要靠擴散進行，傳質(zhì)效果不好；HCL氣體量很大，將會導(dǎo)致H2O泛發(fā)生。當(dāng)HCL氣體量一定時，若H2O量很小，會有部分填料得不到潤濕，傳質(zhì)效果不好；若H2O量很大，將會導(dǎo)致H2O泛發(fā)生。最大HCL氣體量或最大H2O量，可以根據(jù)泛點氣速來估計；最小HCL氣體量和最小H2O量必須根據(jù)經(jīng)驗來確定。

2.4 技術(shù)條件

技術(shù)特性：設(shè)計壓力<0.1 MPa，設(shè)計溫度40 ℃；設(shè)備技術(shù)參數(shù)如表1所示，型號表示方法如圖1所示。

2.5 安裝條件及安裝

①環(huán)境條件。設(shè)備應(yīng)安裝在與工業(yè)鹽酸儲罐相近的地方，便于管線連接，最好安裝在室外，如安裝在室內(nèi)，應(yīng)與儲酸槽配套安裝在單獨設(shè)置的工作室，面積根據(jù)設(shè)備型號及儲酸槽的大小而定。設(shè)備的安裝位置應(yīng)避免陽光直射，如在室內(nèi)使用，應(yīng)合理安裝排風(fēng)扇以保持室內(nèi)良好的通風(fēng)性。

②安裝條件。室內(nèi)應(yīng)具備動力水源，水管直徑DN應(yīng)在20 mm以上，常規(guī)動力水壓應(yīng)在0.2～0.4 MPa；設(shè)備工作間地面應(yīng)鋪設(shè)耐酸瓷磚，并設(shè)有沖洗用水源和排水溝；客戶自備的儲酸槽應(yīng)具備一定的防護措施，如護欄、防泄漏等裝置。

2.6 安裝

安裝圖如圖2所示，但安裝時，當(dāng)設(shè)備運至現(xiàn)場需注意，先將外部管路與設(shè)備連接好，然后從設(shè)備頂部小心地把瓷環(huán)放入筒體內(nèi)。

3 酸霧吸收器設(shè)備操作程序應(yīng)用

3.1 酸霧吸收器的使用

酸霧吸收器主要用于離子交換水處理設(shè)備的配套裝置，主要用于再生用酸的貯罐和計量箱排出酸霧的吸收治理。開始使用時，先打開進水口及出水口管路上的閥門，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有出水時，再打開酸霧進口管路上的閥門。酸霧吸收器的酸霧進口與酸貯槽的排氣口用耐腐蝕管道連接成密閉系統(tǒng)，從加堿口加入堿液至溢流口平，酸霧氣體到達一定壓力時從浸沒在堿液的塑料管細(xì)孔中排出，與堿液中和再溢出。此吸收器優(yōu)于第一代噴淋式吸收器，不需常年噴水，起到節(jié)約用水的目的。

3.2 使用中的注意事項

吸收器上部內(nèi)有溢流分布裝置，按裝時保證垂直度，流體流量控制在每根吸收管內(nèi)壁有2 mm水膜，管按裝必須按管口使用表聯(lián)接。酸霧凈化塔應(yīng)安裝在高出地面100 mm的防腐基礎(chǔ)上，耐酸水泵另做防腐基礎(chǔ)；本設(shè)備宜在室內(nèi)安裝（北方地區(qū)）以防冬季寒冷對設(shè)備及吸收液的影響或做好保濕措施，南方地區(qū)設(shè)備可安裝在室外；如未加PH控制裝置，需定期檢查酸、堿液濃度隨時調(diào)整；定期檢查噴嘴和填料的堵塞情況，遇到問題及時清理。

3.3 設(shè)備操作程序

酸霧吸收器的酸霧進口與儲酸槽的排氣口用耐腐蝕管道連接成密閉系統(tǒng)。酸霧管從吸收器的B活接接入，水從吸收器的A活接接入，使流水處于常流狀態(tài)，廢水排至中和池內(nèi)。設(shè)備開始使用時，先打開進水口及排水口管道上的閥門，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有水時，再打開酸霧進口管路上的閥門。

3.4 酸霧吸收器的維護

使用前對酸霧吸收器各部件進行全面檢查，各部件是否齊全﹑運輸過程中有否損壞或變形，如發(fā)現(xiàn)缺少或損壞，應(yīng)修補配齊后方可安裝；酸霧吸收器應(yīng)安裝在周圍有防酸處理的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)高度由設(shè)計決定，一般為100～200 mm，基礎(chǔ)平面，應(yīng)保證水平，以保證凈化器安裝的垂直度；酸霧吸收器各部件進行組裝時，凡有法蘭連接處均需襯耐酸橡膠墊，并用螺栓緊固，要保證嚴(yán)密不漏氣；酸霧吸收器試運轉(zhuǎn)前，應(yīng)仔細(xì)檢查并清除中和液中的雜質(zhì)及雜物，以免堵塞循環(huán)管路及噴淋裝置；使用配制的NaOH中和液濃度為2%～6%，運行后，應(yīng)定期測定濃度值，當(dāng)其濃度<2%時，應(yīng)及時填加NaOH溶液；鑒于耐腐蝕泵各生產(chǎn)廠的地腳螺栓大小﹑尺寸不一致，所以設(shè)備基礎(chǔ)必須同到貨的實物核對后方可澆灌。

4 結(jié) 語

本文運用氣體吸收的氣液傳質(zhì)雙膜理論對酸霧吸收器布水裝置、支撐板、填料選擇布置和進酸霧裝置技術(shù)進行研究與改造探索，使高低位酸罐和陽床酸計量箱里所揮發(fā)出的HCl氣體得到完全而有效的吸收；避免酸霧散發(fā)腐蝕設(shè)備或?qū)ζ涓叩臀凰峁?、陽床酸計量箱?yīng)力拉裂，以及酸霧污染空氣。通過將這些理論應(yīng)用于實際改造，并不斷的開發(fā)研究，將為電廠帶來更大的實用經(jīng)濟效益。

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