[科普中国]-湿式洗涤

湿式洗涤的基本作用是使洗涤液体与被收集的尘粒之间产生接触。在许多洗涤器设计中，湿式洗涤是用设备经不同方法实现的。设备一般按其接触方法分为：(1)充填床—垂直流的、水平流的或叉流的；(2)喷雾；(3)旋风；(4)湿式孔板；(5)文氏管。

概念传统的洗涤器是能去除微小粒子的，问题是能量消耗过大，和电除尘器或织物过滤器所需的功率相比，要高出很多。湿式洗涤的应用很广，和织物过滤器或电除尘器相比，可以有更多的选择，这是它特有的一个特性。洗涤器可以处理高温气体。它可以同时去除气体污染物和固体微粒，还减少了火灾和爆炸的可能。因此，对它进行了大量的研究和改进，以减少处理微小粒子时的能量消耗。这些改进主要可分为以下几个方面：1.改进传统的洗涤技术；2.蒸汽辅助的洗涤器；3.静电增大的洗涤器；4.纤维介质洗涤器；5.泡沫洗涤器。1

逆流接触湿式洗涤每种类型的湿式洗涤法都在一定的范围内应用。一般要求输人能量高的装置对以较高效率捕集小粒子具有较大的潜力。当然颗粒形状的不同，颗粒疏水性和亲水性的不同和洗涤液的物理性质的不同全都影响运行效果。在发展新型除尘设备的过程中，就曾设想，把某些型式的显著特点结合在一起可以产生更好的设备。利用尘粒在液膜上撞击对较大颗粒的收集就足够了，而对小颗粒就需要采用喷雾方法了。喷雾是用机械的方法通过小孔来产生，但这些孔口可能会堵塞或腐蚀变化，有它们的缺陷。在文氏管中产生雾化，就要有高达20—100英寸水柱的压力降，这是因为含尘气体通过喉部时速度要求达100—400英尺/秒。要求达到这样高速就要用高压风机，要有高的翼缘速度，因此需要高的风机功率。

通过将所要求的特性相结合，就有可能发展一种压缩空气激化喷嘴的洗涤器。

作用原理这种新式洗涤器的作用是基于中速含尘气流和相对高速的压缩空气雾化的液流之间的逆流接触原理，由此产生收集微小尘粒的十分有效的紊流区，就是高速撞击区。图1所示是为说明其工作的一个洗涤器的流型示意图。含尘气体由上向下流入接触圆筒顶部，雾化的液体由下向上喷人接触圆筒中，紊流作用造成尘粒被捕集。湿的尘粒通过碰撞在液体表面，以及通过气流穿过顺接触圆筒下落的水幕时的附加接触而得以捕集。气流在吸入式系统中被吸入之前，在压出系统中直接排至大气前，要通过叶轮式脱水器脱水。

应用这种逆流接触作用，气体名义流速为6000英尺/分，只要求3—5英寸水柱的压力降，这样就可利用低速风机而达到降低维护费用。使水雾化用的空气可由容积式鼓风机供应，压力为5—10磅/英尺2。收集效率可用调整雾化液体与处理气体的比例(L/G)和在喷嘴内的空气与水的比例(A/W)来改变。不用在接触区内设闸板或调节装置就可将装置处理的气体总流量缩减到额定值的50%，而不会影响收集效率。用来把洗涤液雾化并压送到接触区的这种喷嘴有一个较大截面的孔口，允许固体物含量高的浆(重量的5%)再循环而没有堵塞危险。液体中固体含量的最高浓度限值相当于粘性对于雾化来说是太高了的那个浓度。这个浓度是随着收集尘粒的性质而变化。例如对含有30%飞灰的泥浆是成功的，但对含有氧化铁屑的泥浆，10%是良好运行的最高浓度限值。由于从洗涤器排出的泥浆必须要加以处理，为此，高浓度泥浆的使用给废物处理系统带来经济利益。

试验性装置为得以进行用此原理处理污染源的现场试验，建立了一套移动式试验设备，这套设备包括洗涤器、风机、循环水泵、鼓风机和控制屏。它的处理能力为出口流量2200标准英尺3/分，重约2吨。试验一项新设计的最好方法是到几个现场去用含尘工艺气体测定它们的运行效率。在试验室用灰尘做的试验总不能再现生产过程排放的热烟气的各种参数：湿度、原始烟尘等。用预先收集的灰尘来做试验常常存在这样的问题，即收集时可能有亚微米尘粒漏掉或有含量不定的凝聚体，这样就会影响洗涤器试验的结果。到现场用未经处理的烟气做试验，对完整地评价洗涤器的性能（对安全可靠地预测能否符合空气污染控制法规定是必需的），是最好的方法。

研究结论这种用于工业气体除尘器的新的接触原理，一定会获得广泛应用，因为随着风机在低的叶轮速度下运转可减少能量消耗。使用低转风速及气体在接触区低速流动产生的设备摩损减小，降低了维修费用。能循环使用浓缩的泥浆带来了废物处理设施的节约这种洗涤器已用在某些工业中，并得到了成功。例如小型团矿炉、碎石干燥器、铸造车间的砂处理和振动落砂罩。2

复混肥生产装置湿式洗涤方式的比较在复混肥生产中，排放尾气中的粉尘是影响环境的一个重要因素，一般采用湿式洗涤工艺加以处理。湿式洗涤工艺可以分为水洗除尘和蒸汽扑捉，经这2种工艺处理后的尾气均能达到环保排放指标要求。

湿式洗涤工艺流程（1）水洗除尘工艺流程

复混肥除尘装置一般分为2级，第1级采用离心除尘或重力除尘，即采用旋风分离器或沉降室除尘，第2级采用湿式洗涤工艺除尘。以文氏管洗涤器和循环洗涤塔为例，水洗除尘工艺流程见图2。

来自一级分离的尾气进入文丘里减缩管，气流速度增大，同时在文丘里喉管处加入洗涤水。由于文丘里喉管处气流速度达到最大，在高速气流的冲击下，洗涤水被雾化，气液两相得到充分混合，尘粒与水滴不断碰撞并凝聚成更大的颗粒。然后气流进入文丘里渐扩管，其速度逐渐降低，静压得到一定的恢复。已经凝聚的颗粒经连接风管切向进入洗涤塔，在惯性力的作用下使气流得到净化。

（2）蒸汽扑捉工艺流程

蒸汽扑捉是在含尘气体切向进塔之前与蒸汽密切接触，尘粒在除尘塔内与器壁发生惯性碰撞而被除去，其工艺流程见图3。

在蒸汽扑捉工艺中，文丘里管只作为通道，不起其他作用。蒸汽是雾化水汽，容易与气相密切接触，使蒸汽凝结在粉尘上，润湿后的细小粉尘有充分的机会互相凝并成大颗粒。为了减小气流的阻力，蒸汽管道不宜与风管垂直连接。

除尘效率比较2种工艺除尘效率比较见表1。由表1可看出，水洗除尘工艺的除尘效率比蒸汽扑捉工艺高5.11%。

生产成本比较2种工艺生产成本比较见表2。由表2可看出，水洗除尘的生产成本比蒸汽扑捉低6.71元/t。

工艺特点（1）水洗除尘工艺的特点

①与蒸汽扑捉工艺相比，水洗除尘工艺的除尘效率高5%以上，吨产品生产成本低6.71元。

②工艺流程长，需要的辅助设备多，基本投资比蒸汽扑捉工艺大。

③水溶液需进行脱水处理，含水固体物需作进一步处理，不能直接返回生产系统。

④外界环境温度降低时，水溶液中的盐类将过饱和析出，易造成管道结晶堵塞。

（2）蒸汽扑捉工艺的特点

①工艺流程短，基本建设投资低。

②对于大部分肥料品种，扑捉下的粉尘含水质量分数