[科普中国]-文丘里洗涤器

简介

文丘里洗涤器属于湿式除尘器。湿式除尘器也叫洗涤式除尘器，是通过含尘气体与液滴或液膜的接触、撞击等作用，使尘粒从气流中分离出来的设备。湿式除尘器既能净化废气中的固体颗粒污染物，也能脱除气态污染物（气体吸收），同时还能起到气体降温的作用。湿式除尘器还具有设备投资少，构造简单，净化效率高的特点。设备本身一般没有可动部件，适用于净化非纤维性和不与水发生化学反应，不发生黏结现象的各类粉尘，尤其适宜净化高温、易燃、易爆及有害气体。缺点是容易受酸碱性气体腐蚀，管道设备必须防腐；要消耗一定量的水，粉尘回收困难，污水和污泥要进行处理；使烟气抬升高度减小，冬季烟筒会产生冷凝水；遇到疏水性粉尘，单纯用清水会降低除尘效率，往往需要加净化剂来改善除尘效率；在寒冷地区要考虑设备的防冻等问题。1

由于文丘里洗涤器对细粉尘具有较高的净化效率，且对高温气体的降温也有很好的效果。因此，常用于高温烟气的降温和除尘，如对炼铁高炉、炼钢电炉烟气以及有色冶炼和化工生产中的各种炉窑烟气的净化方面都常使用。文丘里洗涤器具有体积小，构造简单，除尘效率高等优点，其最大缺点是压力损失大。2

工作原理文丘里洗涤器一般包括文丘里管（简称文氏管）和脱水器两部分。文丘里洗涤器的除尘包括雾化、凝聚和脱水三个过程，前两个过程在文氏管内进行，后一个过程在脱水器内进行。文氏管是由收缩管、喉管和扩散管三部分组成。含尘气体进入收缩管，气速逐渐增加。气流的压力逐渐变成动能，进入喉管时，流速达到最大值。水通过喉管周边均匀分布的若干小孔进入，然后在高速气流冲击下被高度雾化。喉管处的高速低压使气流达到饱和状态。同一尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水润湿。因此，在尘粒与水滴或尘粒之间发生激烈的碰撞和凝聚。进入扩散管后，气流速度降低，静压回升，以尘粒为凝结核的凝聚作用加快。凝结有水分的颗粒继续凝聚碰撞，小颗粒凝结成大颗粒，并很容易被脱水器捕集分离，使气体得以净化。因此，要想提高尘粒与水滴的碰撞效率，喉部的气体速度必须较大，在工程上一般保证气速为50～80 m/s，而水的喷射速度应控制在6 m/s。除尘效率还与水汽比有关，运行中要保持适当的水汽比，以保证高的除尘效率。1

影响因素在文丘里洗涤器工作过程中，雾化水滴的直径和液体喷入速度等问题会直接影响洗涤器的工作效率。

在除尘过程中雾化水滴的直径不宜过大或过小。过小则除尘后面的分离设备（一般采用旋风分离器）对这些小颗粒分离效果很低，不能达到高效分离的要求。实验指出，水滴大小以尘粒粒径的150倍左右为好，否则效率将下降。对在降温过程中同时除雾的高温气体，则雾化水滴更不宜过细。因为不论是否捕集到尘粒的水滴，在蒸发后都将缩小，若水滴过细，蒸发后甚至会消失，使除尘效率大降。

雾化质量与液气比和喉颈气速有关，特别是后者。因为把水粉碎成雾滴的能量主要是高速气体提供的，气速愈大，冲击力愈大，水粉碎得愈细；而气速愈小则水滴愈大。由于分离粗粒粉尘需低些气速，其所耗能量也将低些，反之分离细小粉尘则耗能量必然高些。

液体被喷入时，应保证液体细滴均匀分布在喉管进口处整个断面上。喷液方法有两种，一种是液体经过分布在喉管外部周围的小孔通入；另一种是借装置在收缩管内部具有小孔的管子通入。这两种方式，喷水孔的位置必须位于喉管进口处，以使液流由孔中喷出后与高速气体冲击及混合时问较长，以提高液体雾化程度及除尘效率。喷水孔的水流速度一般取10～15 m/s。喷水孔径根据喷水量、孔数及孔速决定。喷水孔直径一般取3～5 mm。小文氏管由于水量小，孔径又不小于3 mm，因此孔速较低；大文氏管水量大，但由于孔速不能过大，因此孔径一般较大，孔径大于5 mml将影响雾化质量。但水孔直径过小易为尘粒所堵塞，故一般水流速度为10～15 m/s，也有取稍低的，如8 m/s。为了提高雾化程度并与气体方向相逆，一般使液流方向与垂直线有15°～25°的倾斜角度。1

注意事项(1)文氏管喉管表面光洁要求一般为▽6，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)采用循环水时应该使水充分澄清，水质要求含悬浮物量在0.01%以下，以防止喷嘴堵塞。

(6)文氏管在安装法兰连接管的同心程度误差不超过±2.5 mm。圆形文氏管的椭圆度误差不超过±1 mm。

(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、温度升高报警信号，并设事故高位水池，以确保供水安全。1