湿法净化

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1．概述

经过旋风除尘器后的炉气中尚含有一定量的微细矿尘，而砷、氟、硒、三氧化硫等基本上仍存留在炉气中。在亚硫酸盐法制浆厂一般采用水洗来进一步净化炉气。在水洗过程中，不仅能有效地除去残余的矿尘以及砷、氟、硒、SO₃等杂质，而且兼有冷却炉气的作用，因此在水洗之后，一般都不需要再设置间接冷却设备。

空心洗涤塔、填料洗涤塔、泡沫洗涤塔以及文丘里洗涤器均可用作炉气的水洗设备，而后两种设备较广泛地用于沸腾炉炉气的水洗净化。一般采用文丘里－泡沫塔(或空心塔)串联洗涤或两级文丘里洗涤的流程，也有些工厂单独采用泡沫塔洗涤炉气，近年来复挡复喷设备也开始在炉气净化流程中采用。

由于亚硫酸盐制浆厂对净化后的炉气质量尚无统一的要求和规定，各厂采用的净化设备和流程也不尽相同。总的说来，为了制取纯净而透明的原酸，在炉气净化过程中尽量除去矿尘以及砷、硒、氟、三氧化硫等有害物质是合理的。特别是在制取高级浆的工厂中尤为重要。

2．空心洗涤塔

空心洗涤塔的特点是工作稳定，适应性强，操作方便，但设备庞大，投资多，除尘效率不高，不能单独用于沸腾炉炉气的除尘。

(1)空塔体积

根据容积传热系数决定。计算公式：

O－塔内径 d₀－筛孔直径 t－孔中心距 δ－塔板厚度 H_T－板间距 H泡沫高度 H₁=H₂H₂－溢流管底距溢流槽底高度 b₁－溢流管宽度 b₂－溢流槽宽度 L₁－溢流管长度 L₂－溢流槽长度 h_挡－挡板高度

按热量平衡求得液体淋洒量L米³／秒。设液体在溢流管中的速度为w₁米／秒；在溢流槽中的速度为w₂米／秒。

溢流管面积；

按等腰三角形排列的筛孔：

式中 H——泡沫层高度，米；

w_塔——空塔速度，米／秒。

气体进出口的阻力可用局部阻力公式计算。

5．文氏管洗涤器

(1)概述

文氏管用于沸腾炉炉气的净化和冷却具有结构简单、材料少、投资省、操作管理方便、效率高等优点，其缺点是阻力大、生产负荷变动大时不易控制。

根据一些工厂的实测数据，当炉气(旋风除尘器后)含尘为33～38克／米³时，第一个文氏管出口平均含尘为0．0615克／米³，除砷效率68%；第二个文氏管出口平均含尘为0．0121克／米³，除砷效率40%；第三个文氏管后微量。

目前多采用二级文氏管串联，净化后炉气中酸雾＜0．03克／米³；砷＜0．5毫克／米³；氟＜0．5毫克／米³；尘微量。

文氏管后需设置旋风除沫器。在一些工厂中采用带有文氏管的泡沫塔，即所谓文－泡净化流程，此时文氏管后可不设置旋风除沫器。

(2)喉管气速和喉管直径

喉管气速：

在捕集由于升华物冷凝或高度分散的微尘或雾滴时(粒子小于1微米)，喉管气速为90～120米／秒；

在捕集由于机械粉碎而形成的液滴和粉尘时(粒子大于3～5微米)，喉管气速为70～90米／秒；

进行气体冷却或从其中吸收某些蒸汽和气体的组分时，喉管气速为40～70米／秒。

表6－2－47 文氏管洗涤器的喉管气速

喷水量按液气比0．5～1·0升／米³考虑，水压1．5～2．0公斤／厘米²。喷水孔按水的流速10～15米／秒确定，孔径一般取3～6毫米。

(6)压力降

文氏管的压力降按下述经验式计算：

式中 ρ₂——出口气体重度，公斤／米³；

u₂——喉管出口气速，米／秒；

u_均——喉管平均气速，米／秒；

L——喷水量，公斤／分；

A——喉管截面，米²。

上式用于第一级文氏管，第二级文氏管压力降的经验式为：

式中 L——液气比，米³水／1000米³炉气(操作状态)；

ρ——炉气的平均重度，公斤／米³；

u——喉管流速，米／秒；

g——重力加速度，9．81米／秒²。

(7)旋风除沫器

文氏管后的旋风除沫器的设计计算可参照旋风除尘器。进口气速取20米／秒左右。压力降的经验计算式：

带有液沫时：

式中 L——液气比，米³水／1000米³炉气(操作状态)；

ρ——炉气的平均重度，公斤／米³；

u——进口气速，米／秒；

g——重力加速度，9．81米／秒²。

6．洗涤水中SO₂的损失

用水洗涤炉气的过程中，部分SO₂溶于水中而损失，提高水温有利于除去SO₃和减少SO₂的损失(表6－2－48)。

表6－2－48 洗涤水中SO₃和SO₂含量和温度的关系

洗涤水中SO₂的含量除取决于温度外，还和二氧化硫分压有关，因此可按SO₂理论溶解度的70～90%考虑。