多效精馏——改进背景

常见的粗甲醇精制工艺

三塔甲醇精馏(顺流双效精馏)工艺：即粗甲醇顺序通过预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔进行精馏分离，在加压塔塔顶和常压塔塔顶分别获得精甲醇产品。
甲醇精馏过程能耗约1.2t/t精甲醇产品，随着甲醇精制规模的扩大，总能量消耗也显著增加。

技术背景——除尘器介绍

除尘器可分为两大类：
①干式除尘器：惯性除尘器、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器。
②湿式除尘器：包括又喷淋塔、冲击式除尘器、文丘里洗涤剂、泡沫除尘器和水膜除尘器等。
目前常见的运用最多的是旋风分离器、静电除尘器与布袋除尘器。

高能和低能湿式除尘器

——低能湿式除尘器的压力损失为0.2-1.5kPa，对10μm以上的粉尘的净化效率可达90-95%
——高能湿式除尘器的压力损失为2.5-9.0kPa，净化效率可达99.5%以上

技术背景——湿式除尘器介绍

使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其他作用捕集尘粒或使粒径增大的装置称为湿式除尘装置。
该装置利用液滴（水滴）捕集气体中的颗粒物，以达到净化含尘废气的目的，是一种高效除尘设备。

技术背景——湿式除尘原理 

（1）气液接触界面

湿式除尘器的关键是要使液体和气体密切接触并把粉尘从气相转移到液相。这种接触大致有三种方式：

液滴：通过机械装置或气流把液体雾化成小液滴，液体呈分散相，含尘气体呈连续相，两者之间存在相对速度，利用惯性碰撞等作用实现液滴对颗粒物的捕集。
液膜：把液体淋洒在填料介质上，使之在表面形成薄薄的水膜，此时，液气均呈连续相。气体中的粉尘由水膜进入水体被带走。
气泡：气体穿过液层而产生气泡，气体为分散相，液体为连续相，颗粒在气泡中依靠惯性、重力和扩散等作用而沉降，被带入液体。

（2）湿式除尘机理

惯性碰撞： 当含尘气流接近液滴时，气流将绕过液滴，而粒径较大的粉尘(dp>1m)由于惯性作用，继续保持原来运动方向前进并撞击到液滴上而被捕集。
惯性捕集效率为：η_I=(S_tk/S_tk+0.35)^2
S_tk=Cρ_Pⅆ_P^2ν_r/18μ_gD_L（ S_tk≤0.1）
注：S_tk惯性碰撞参数





直接拦截：●     当含尘气流接近液滴时，粒径较小的粉尘随气流一起绕流，若尘粒半径大于尘粒中心到液滴边缘的距离时，尘粒与液滴接触而被拦截。
拦截捕集效率为：
η_R=(1+R)^2−(1/1+R)
R=ⅆ_P/D_L−拦截比


干式布袋除尘器的缺陷：

为解决干式除尘技术相关技术痛点，本公司结合2015河北省燃煤锅炉的行动计划、 湿式除尘器 HJ-288-2006、双碱法等设计出一套全新的“暴风雨”脱硫除尘新技术系统；

1）高精度布袋除尘效率较高，但是阻力相对较高；
2）布袋除尘不能适应含有水蒸气、焦油等导致粉尘凝结的工况；
3）随着布袋正常运转过程与反吹过程的不断切换，会导致部分布袋磨损，进而除尘指标超标，同时增加维护与操作成本；
4）布袋除尘不能实现脱硫除尘一体化，占地面积较大；
5）干式除尘存在粉尘爆炸危险；

湿式除尘技术特点：

1、在耗用相同能耗时，湿式除尘器的效率比干式除尘器的除尘效率高，高能量的湿式除尘器洗涤0.5mm以下的粉尘粒子，除尘效率仍然很高。
2、湿式除尘器的除尘效率不仅能和布袋和电除尘器相媲美，而且还能适用这些除尘器所不能胜任的除尘条件。湿式除尘器对净化高比阻、高湿、高温、易燃易爆的含尘气体具有较高的废气处理效率。
3、湿式除尘器在去除含尘气体粉尘粒子的同时，还可以去除气体中的水蒸气及某些有毒有害的气体污染物。因此湿式除尘器既可以除尘，又可以对气体起到废气处理作用。
4、结构简单，占地面积小。
5、造价低，操作维护方便。

“暴风雨”除尘技术——改进背景 研发背景

湿式脱硫除尘装置是环保产业推广的一种除尘设备，它因其可以实现脱硫除尘一体化而深受用户欢迎。传统湿式除尘如喷雾式、冲击式、文丘里式、填料塔等湿式除尘方式脱硫除尘效率低、容易造成堵塞等缺点，限制了湿式除尘的发展。
我公司利用多年积累的工程经验，结合不同形式除尘设备的优缺点，整合了先进的双层气液并流喷射塔板（专利申请号：201420578824.2），研究的“暴风雨”式脱硫除尘一体化装置，能有效增加并延长气液接触时间，增加气、液、固三相的混合摩擦的效果，明显提升了湿法洗涤脱硫除尘性能，展现出优良的抗堵特性能，可以实现烟气超低排放的目标，正在京津冀地区雾霾治理中发挥关键作用。

“暴风雨”除尘技术——脱硫工艺

现有湿式除尘器存在的几个缺陷：

1）喷淋除尘时，烟气与水摩擦较小，除尘效果不理想，且当含粉尘较多的烟气先经过波纹面时，可能造成堵塞；
2）喷雾除尘时，水量较少，对波纹填料的冲洗效果不好，当含粉尘较多的烟气经过波纹填料时，会发生堵塞，并且单级喷雾除尘效果不理想；
3）现有设备受塔板结构形式限制，处理能力偏低，且效率不高；

“暴风雨”脱硫除尘系统特点：

1、除尘、脱硫效率高效，能够达到较低排放水平；
2、占地面积小；
3、操作维护简单、方便；
4、能耗低；
5、机器使用寿命长，节约成本；

“暴风雨”脱硫除尘系统使用的双层气液并流喷射塔板具有以下显著优势：
1、塔板效率高；2、处理能力达；3、抗堵塞效果好；4、适合发泡物系；5、适合水洗除尘；


双层垂直筛板塔盘（DVST）除尘的原理

托液拉膜段：液体进入罩内被气体向上拉膜提升；
破膜粉碎段：气体将液体破碎成液滴；
气液喷射段：气体和液滴上升碰撞分离板并折返，与上升的气液激烈碰撞；
气液分离段：气体和液滴从罩体的侧面喷射板喷射而出；
喷出罩体的气体和液滴喷射到第二层垂直筛板上，形成二次传热传质；
喷出二层筛板的气体和液滴，通过重力和惯性分离，气体绕过分离板上升至上层塔板。

在塔板至罩顶的立体空间中，液体经过拉膜---破碎---碰顶返回---喷射---对喷---分离六个步骤和气体完成传质，其空间利用率达50%以上。

FLUENT塔盘流体模拟效果图

“暴风雨”除尘技术——技术介绍

除尘效果：

烟气进口尘含量：500-600mg/Nm3
烟气出口尘含量：20mg/Nm3
烟气净化效率：90-95%

气体阻力：1500-1800Pa

脱硫效果

烟气进口SO2含量：600-700mg/Nm3

烟气出口尘含量：0-2mg/Nm3

SO2净化效率：99%

相关测试报告

“暴风雨”除尘技术——技术应用

相关业绩表

一种双层气液并流塔板

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