第三节　净化主要设备

一、湍冲洗涤塔

新型湍冲洗涤塔的结构主要包括过渡段、逆喷管、喷嘴、弯管、气液分离段、沉降槽、循环槽等。

高温烟气与稀酸在塔侧的逆喷管内逆流接触后，进入气液分离段内进行气、液分离，分离后的气体被从塔顶喷淋出的稀酸再次洗涤，最后经降温、除尘后进入气体冷却塔中；逆喷管内喷淋的稀酸与二次喷淋的稀酸由中心筒汇集，流入塔底的循环槽，经泵加压后一部分上塔进行喷淋循环，另一部分进入塔内的沉降槽，沉降后的清液经溢流堰由中心筒上的小孔再进入循环槽中，沉降下来的污泥则从沉降槽底部的排污口排走。湍冲洗涤塔结构见图2-2。

（一）塔体

为保证塔体有较好的机械强度及造型美观，筒体采用现场整体缠绕成型，在内外壁形成一层富树脂层，使得设备具有良好的耐腐蚀性和抗老化性。塔体上端封头设有烟气出口，封头与塔体采用螺栓连接，内部用积层密封。

（二）逆喷管

逆喷管由过渡段、逆喷段和变径管组成。

过渡段由Q235钢外壳内衬耐酸耐高温材料，再衬石墨砖，耐高温、耐腐蚀并有良好的机械强度，起着连接过渡的作用，能满足高温烟气由此进入逆喷段。

逆喷段采用耐高温玻璃钢内衬石墨砖制造。高温烟气在此与喷嘴喷出的稀酸充分接触，形成一段动量平衡的泡沫区，对烟气进行充分洗涤，能有效地清除不溶性颗粒和酸雾，逆喷段下部直管段与筒体连接。

变径管采用由耐磨、耐高温、高强度的碳纤维和耐高温树脂制作的特种玻璃钢材质，能承受循环酸不间断、长时间的冲刷。

（三）气液分离段

气体与循环酸在湍冲洗涤塔内接触，气液流速较高，需设置专门的气液分离设备进行气液分离。在新型湍冲洗涤塔筒体顶部设置喷淋装置，用循环酸对气体进行二次洗涤，气液分离段相当于空塔的作用。

由于形体较大，为了保证有较好的机械强度和造型美观，采用现场整体缠绕成型，保证设备内外壁光滑、平整、刚度好、强度高，并在内外壁形成一层富树脂层，确保设备有很好的耐腐蚀性和抗老化性。封头与筒体连接采用螺栓连接，内部用积层密封，保证了设备的强度及密封性。

（四）沉降槽和循环槽

沉降槽设置于塔体中部，集传统锥形沉降槽和斜板沉降器功能于一体，为漏斗形圆筒结构，主要由集液盘、溢流堰、斜板装置、斜管组、排气管、沉降入口管、排污管等组成，所有部件均采用玻璃钢材质。

集液盘为漏斗形玻璃钢环板，外板边与塔体相连，内板边与中心管上端相连，用来隔开沉降槽与气液分离段，使喷淋酸能够顺中心管流入循环槽；集液盘下方设16根跨中均布的斜撑来支撑集液盘，斜撑一端连于集液盘上端，一端与塔体相连。

溢流堰位于中心管上部，沉降槽内上方围绕中心管的环形槽，下端封闭，使清液通过溢流堰流入循环槽。

斜管组位于沉降槽上部，由一系列六角形蜂窝状聚丙烯管与中心管呈一定角度紧密排列而成，与中心管相连处形成一个漏斗形清液溢流堰。

斜板装置位于斜管组下方，由一系列聚丙烯板以一定距离与中心管呈一定角度排列而成，斜板装置的下部设有支撑格栅。

沉降槽中部设有沉降入口管，底部设有倾斜的排污管，以防酸泥堵塞排污管道。沉降槽外壁中部设有一圈环形支座，在环形支座下设有8根立于底板上跨中均布的支柱。污酸由沉降入口管进入沉降槽，经斜管和斜板沉降后，清液经溢流堰由设在中心管上的8个小孔流入循环槽，沉降下来的污泥由沉降槽锥底排污管道排出。沉降槽下端与中心管下部相连，并与塔底留有一定距离，沉降槽与塔体之间形成的空间作为循环槽。为保证循环槽与气液分离段的气压一致，设置3根玻璃钢排气管穿过沉降槽将循环槽与气液分离段连接。

如果在操作过程中发现塔出口气体温度明显上升，应迅速检查稀酸循环是否正常，并通过观察孔检查溢流堰是否有溢流等，予以调整，保证气体出口温度正常，维护设备的安全。

二、气体冷却塔

气体冷却塔是一种填料塔类型的设备，是净化过程中的传热传质设备。经湍冲洗涤塔洗涤后的气体经气体管道进入塔内与循环液通过填料进行气液接触，从而完成传热和传质，使气体降温。在气体降温的同时循环液温度升高，降温后的气体经气体管道进入电除雾器，循环液则经出口管道返回泵入口，所增加的热量通过稀酸冷却器除去，维持循环液温度在规定的范围内。气体冷却塔的循环酸须向湍冲洗涤塔输送一定量的循环液，以维持塔内的正常液位。

气体冷却塔主要由塔体、分酸装置、喷淋装置、支撑格栅、捕沫装置、填料等组成。塔内的分酸装置采用三级管槽式分酸器，它具有分酸点多、分酸均匀和减少气体带沫等优点，减轻了后续设备的负担。塔顶部还设有高效捕沫装置，捕沫装置上部配置一层喷淋装置，能清除捕沫板上捕集的大量烟尘或杂质，从而保证设备的正常运行。

由于塔径较大，为保证塔内气流分布的均匀性，在填料格栅底部设有一层强制气流分布装置，保证气体能均匀分布进入填料层，强化了传热传质效果。由于该塔内装有填料，要求填料耐腐蚀（对卤素元素有抗腐蚀能力），有大的比表面积和一定抗污堵和自净能力。根据设备结构，塔内填料分别为三种不同规格聚丙烯制的鲍尔环，其中下部为规整填料，高度约为1000mm；中部为ф76mm的乱堆填料，高度约为3500mm；上部为ф50mm的乱堆填料，约为500mm，其高度必须将分酸管覆盖。

三、应急水高位槽

为防止当湍冲洗涤塔循环泵停机或其他事故导致循环酸液出现断流，而损坏玻璃钢设备、部件（主要是为了防止逆喷管损坏及塔体损伤），系统设置了应急水高位槽。当出现事故情况时，储存在应急水高位槽的事故用酸或水借助联锁打开事故喷嘴处连接阀门，使液体不断进入湍冲洗涤塔的溢流堰和事故喷嘴，保证有一定的时间来采取措施，保护后续设备。

为防止应急水高位槽在寒冷季节出现结冻，将循环泵的酸直接打到应急水高位槽，通过应急水高位槽流至湍冲洗涤塔的溢流堰，保持槽内液体一直在流动。应急水高位槽还设有自动补充水口以保证槽内液位始终处于满液状态。

四、电除雾器

电除雾器按材质分主要有铅制、塑料制和玻璃钢制三种，按沉淀极形状分为管式、板式和蜂窝式三种。电除雾器常见的为立式结构，主要由电晕电极装置、绝缘箱、上下壳体等组成。电除雾器结构如图2-3所示。

将高压直流电引至电晕极上，产生电晕放电，维持一个足以使气体电离的静电场，从而使气体电离成正负离子。雾、尘等颗粒碰到离子电荷，按照同性相斥、异性相吸的原理，荷电后的酸雾、尘等颗粒向电极性相反的电极移动，从而达到气体和雾尘颗粒的分离，当附加在电极上的雾尘颗粒达到一定的厚度，靠自重顺电极流到电除雾器底部，净化后的气体进入吸收工段。

亚硫酸钠生产系统采用的是导电玻璃钢电除雾器，是以合成树脂为黏合剂、玻璃纤维及其制品作增强材料、碳纤维制品为导电功能材料而制成的电除雾器。它具有导电性好、重量轻、耐腐蚀、阻燃性好、性能稳定、效率高等优点。导电玻璃钢电除雾器可有效克服铅电除雾器由于材料自身重量大、易产生蠕变和强度不足引起的自身脱落损坏和PVC电除雾器导电性差、效率低、强度不足、耐候性差、易龟裂的缺陷。

（一）电晕极和阳极管

电晕极和阳极管构成电场回路，电晕极由大梁、小梁、电晕线、花架和铅铊等组成。

电晕线一般是镀锌铁丝、镍铬钢丝外包铅的六角形线与高效极线，悬吊在阳极管的中心。电晕线上端固定在小梁上，小梁固定在大梁上，下端固定在花架上。每根电晕线下坠着一个铅铊。花架和铊的重量除全部由电晕线承受外，还单设两根拉杆承重。电源通过电缆从绝缘箱引入，经大梁、小梁和电晕线相通。

阳极管是六角形管，呈蜂窝状排列，管的直径和电场电压有关，管的上端焊在上花板上，上花板由钢板装铅制成。花板和管子的全部重量通过型钢落在壳体骨架上。阴极管的下部设有下花板，由3mm～5mm厚的铅板制成，花板和管子的连接全部是焊接。

（二）上气室和下气室

除雾器顶盖和上花板之间称上气室，外形多见圆柱状，壳体为4mm～5mm厚的铅板焊制而成。铅板外面再用型钢和扁钢加固。顶盖的中心设气体出口接管，两侧各设人孔一个，专供维护清理之用。

下气室位于花板和器底之间，外壳结构同上气室。器底有平底和斜面底两种，斜面底有利于冲洗时排放污水，器底可用钢板衬铅。下气室靠上部一侧设气体进口接管，气体进器后，穿过阳极管的管隙，充满整个截面后再返向下管口，才能进入阳极管，这是气体分布的一种形式。也有的在气室内专设气体分布板，这种结构的气体进口接管设在下气室的下部。底部设有污酸排出管，污酸排出管接入液封桶。设置液封桶的目的是既可排出污酸，又不会使系统漏入空气。铅电除雾器多用整体钢壳内衬铅皮和瓷砖。

（三）安全水封

由于电除雾器在负压状态下运行，为了确保其安全，在系统中设置安全水封，当系统负压超出设计负压时，安全水封内液体被吸入内筒外排，使外界空气进入系统，破坏其真空，从而保护电除雾器及管道。安全水封槽内设有长流水装置，防止出现结冻。简单来说，安全水封的作用就是防止前面的设备因堵塞等原因造成负压过高而损坏。

（四）绝缘箱

绝缘箱的作用是保证器壳同高压直流电保持绝缘。根据规模，每台电除雾器配置2～4个绝缘箱，高压电是通过绝缘瓷瓶和壳体保持绝缘的。