一种风冷翼型椭圆管式除雾器及其除雾方法技术领域
本发明涉及湿法烟气脱硫装置中的烟气除雾，尤其涉及一种风冷翼型椭
圆管式除雾器及其除雾方法。
背景技术
燃煤电厂将一次能源煤炭转换为二次能源的电力生产过程中，会产生大
气污染物SO2。SO2的大量排放带来了严重的酸雨危害和雾霾天气，也造成了极
大的治理压力。冶金、水泥、石化等行业也存在烟气脱硫的压力。因此，配
套建设脱硫装置，完善脱硫技术对燃煤企业的可持续发展具有重要意义。
目前，国内广泛采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。但经脱硫塔处理后
的烟气夹带了一定的雾滴，特别是当烟气的流速较高时，烟气携带雾滴量将
加剧，形成粒径为2～60μm的“雾”。“雾”不仅含有水分，还溶有硫酸、硫酸
盐、SO2及其它微细颗粒。如果不设法除去，这些雾滴颗粒便会沉积在脱硫塔
的出口烟道内表面，导致设备的腐蚀和堵塞；或随烟气排到烟囱，进入大气。
由于许多脱硫装置不采用GGH，脱硫后的净烟气温度过低，雾滴随着烟气进入
大气会在烟囱周围沉降，产生“石膏雨”。因此脱硫系统在设计和运行过程中
采取相应措施来治理“石膏雨”就变得尤为重要与迫切。
除雾器一般设置在脱硫塔顶或者净烟气出口烟道内，可以有效降低烟气
微细颗粒物的排放。工程上常见的除雾器有平板式除雾器、屋脊式除雾器、
管式除雾器、筛网除雾器、旋风除雾器、电除雾器等。其中常规管式除雾器
对粒径超过400μm的大雾滴去除效果显著，阻力小，但对小雾滴的去除效果
较差，如何在小阻力下发展高效的管式除雾器是当今除雾器发展的一个重要
方向。
发明内容
本发明的目的在于解决传统除雾器除雾除尘效率低、烟气流动的阻力较
大以及冲洗不充分的问题，提供一种风冷翼型椭圆管式除雾器及其除雾方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种风冷翼型椭圆管式除雾器，包括设置在脱硫塔顶部的翼型椭圆管束
除雾系统，和用于将冷风引入翼型椭圆管束除雾系统内的冷却风自动导流系
统；
所述翼型椭圆管束除雾系统由多层点阵错列排布的截面呈椭圆形管束1
构成的管排阵列，在各椭圆形管束1的两侧对称设有弧形羽翼1-1；各椭圆形
管束1的两端分别支撑在管板2上。
所述椭圆形管束1横截面的长轴B是短轴A的1.5～2.5倍，弧形羽翼1-1
所在圆的半径C为短轴A的0.8～1.5倍；烟气流从管排阵列的底部进入，再
由管排阵列的顶部排出。
所述冷却风自动导流系统，包括分别设置在管排阵列迎风端11和背风端
12的多个风向导流器4构成；
各风向导流器4包括支撑杆10、安装在支撑杆10上带有传动装置的导流
板9、安装在支撑杆10端部的水平旋转杆6、安装在水平旋转杆6端部的锥
形杆头5、安装在水平旋转杆6尾部的尾翼8和安装在水平旋转杆6上的平衡
板7；
风向导流器4在尾翼8与冷风气流之间的相互作用下，使水平旋转杆6
自由转动至与冷风风向一致的方向；冷风气流在导流板9的引流作用下，由
管排阵列的迎风端11流入椭圆形管束1内，再由管排阵列的背风端12流出
椭圆形管束1。
所述尾翼8由左右对称的两块梯形板组成，两块梯形板呈“V”字形组合。
所述翼型椭圆管束除雾系统还包括一个用于对管排阵列进行冲洗的定向
环流冲洗水系统。
所述定向环流冲洗水系统包括分层、阵列布置在各椭圆形管束1间向下
喷射水流的喷嘴3和沿弧形羽翼1-1内切线方向布置的定向向上喷射水流的喷
嘴3。
一种风冷翼型椭圆管式除雾方法如下：
风向导流器4利用尾翼8与冷风气流之间的相互作用，使水平旋转杆6
自由转动至与冷风流向一致的方向；冷风气流在导流板9的引流作用下，由
管排阵列的迎风端11流入椭圆形管束1内；烟气从管排阵列的底部进入并绕
流，烟气在弧形羽翼1-1处相互汇聚形成涡流，使烟气在椭圆形管束1间的流
动轨迹不断偏折，烟气中所携带的部分颗粒在惯性力的作用下不断撞击弧形
羽翼1-1和椭圆形管束1的外壁面，同烟气分离；烟气与椭圆形管束1内流动
的冷风存在温差，使所携带的饱和蒸汽在椭圆形管束1的外壁面产生冷凝，
部分微细颗粒随蒸汽一起发生凝并，同烟气分离。
参与换热后的烟气从管排阵列的顶部排出，冷风则由管排阵列的背风端
12流出椭圆形管束1，顺着风向排放至大气中。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)高效除尘除雾：椭圆形管束外设有弧形羽翼，椭圆形管束为点阵错
列布置，对烟气的扰流产生一定的作用。一部分在椭圆形管束间交替收缩和
扩张的曲折通道内流动的烟气和一部分在弧形羽翼附近流动的烟气相互汇聚
形成涡流，烟气以漩涡的形式偏转上升，微细颗粒在离心力和惯性力的结合
作用下不断撞击管壁和羽翼表面，有效增加了撞击率，改善了传统管式除雾
器无法去除微细颗粒的问题，除雾除尘效率更高；
(2)高效冷凝换热：在椭圆形管束内引入低温冷却空气，单位流通面积
内烟气与椭圆形管束的接触面积更大，实现了饱和湿烟气中微细颗粒物的高
效凝并；
(3)节约能耗：风向导流器借助水平旋转杆的灵活转动以及尾翼与气流
的相互作用，能自动调整导流角度，高效的将低温冷却空气引入椭圆形管束
内。该风向导流器具有自适应性，不存在额外的能量输入，大大节省了运行
成本；
(4)不易堵塞结垢：椭圆形管束具有平缓的弧度，自洁功能良好。该翼
型椭圆管束除雾系统还布置有多级定向冲洗的喷嘴，实现了分级环流的高效
冲洗方式。管排阵列中由上至下的多股冲洗水不断汇聚形成环流冲洗水，实
现了弧形羽翼和椭圆形管束表面的全方位冲洗，有效的解决了传统管式除雾
器易堵塞、存在冲洗死区的问题。
(5)节水效果好：该除雾器通过冷凝，将传统脱硫工艺中大量排入大气
的水蒸气回收，降低了脱硫系统的耗水量。
附图说明
图1为本发明的翼型椭圆管束除雾系统结构剖视图。
图2为本发明两侧对称带有弧形羽翼的椭圆形管束横截面示意图。
图3为本发明多个风向导流器结构示意图。
图4为本发明风冷翼型椭圆管式除雾器俯视结构示意图。
图5为本发明分级定向冲洗水系统冲洗过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至5所示。本发明公开了一种风冷翼型椭圆管式除雾器，包括设
置在脱硫塔顶部的翼型椭圆管束除雾系统，和用于将冷风引入翼型椭圆管束
除雾系统内的冷却风自动导流系统；
所述翼型椭圆管束除雾系统由多层点阵错列排布的截面呈椭圆形管束1
构成的管排阵列，在各椭圆形管束1的两侧对称设有弧形羽翼1-1；各椭圆形
管束1的两端分别支撑在管板2上。
所述椭圆形管束1横截面的长轴B是短轴A的1.5～2.5倍，弧形羽翼1-1
所在圆的半径C为短轴A的0.8～1.5倍；烟气流从管排阵列的底部进入，再
由管排阵列的顶部排出。
所述冷却风自动导流系统，包括分别设置在管排阵列迎风端11和背风端
12的多个风向导流器4构成；
各风向导流器4包括支撑杆10、安装在支撑杆10上带有传动装置的导流
板9、安装在支撑杆10端部的水平旋转杆6、安装在水平旋转杆6端部的锥
形杆头5、安装在水平旋转杆6尾部的尾翼8和安装在水平旋转杆6上的平衡
板7；
风向导流器4在尾翼8与冷风气流之间的相互作用下，使水平旋转杆6
自由转动至与冷风风向一致的方向；冷风气流在导流板9的引流作用下，由
管排阵列的迎风端11流入椭圆形管束1内，再由管排阵列的背风端12流出
椭圆形管束1。
所述尾翼8由左右对称的两块梯形板组成，两块梯形板呈“V”字形组合。
所述翼型椭圆管束除雾系统还包括一个用于对管排阵列进行冲洗的定向
环流冲洗水系统。
所述定向环流冲洗水系统包括分层、阵列布置在各椭圆形管束1间向下
喷射水流的喷嘴3和沿弧形羽翼1-1内切线方向布置的定向向上喷射水流的喷
嘴3。
本发明将惯性分离、离心分离、相变分离原理相结合，在椭圆形管束1
外加设弧形羽翼1-1，在椭圆形管束1内引入低温的冷却空气，以实现高效除
雾。当烟气以一定流速经过管排阵列时，由于各椭圆形管束1的平行错列布
置构成了狭窄、曲折的烟气通道，使得烟气的流速和流向发生改变，流动轨
迹不断偏折和急转，并在弧形羽翼1-1处形成离心涡束和旋流。雾滴和微细颗
粒由于密度大，对烟气的跟随性较差，在离心力和惯性力的复合作用下撞击
弧形羽翼1-1和椭圆形管束1的外壁面并与烟气分离；温度较高的烟气与椭圆
形管束1内部不断流动的冷却空气存在着一定的温差，烟气在椭圆形管束1
的外壁面进行凝结传热，携带能力降低。部分饱和蒸汽释放潜热，不断冷凝
聚集成饱和液滴，并与烟气中携带的微细颗粒在椭圆形管束1外壁面发生凝
并，有效的实现了气液分离。
本发明采用定向环流冲洗水系统，垂直向下喷射的冲洗水流冲击至椭圆
形管束1时左右分流并顺着光滑的椭圆形管束1表面继续向下冲洗弧形羽翼
1-1的上表面；沿弧形羽翼1-1内切线方向向上喷射的水流冲洗弧形羽翼1-1
的下表面。水流由于冲力大，能在惯性力的作用下向上继续冲洗并沿着椭圆
形管束1的壁面流下，形成绕弧形羽翼1-1内表面的冲洗环流。定向环流冲洗
水系统消除冲洗死角，能有效去除残留在弧形羽翼1-1及椭圆形管束1上的尘
垢和浆液，提高了翼型椭圆管束除雾系统整体的清洁度。
本发明利用力矩平衡的原理，设置了(风向标式)风向导流器4。尾翼8
由两块左右对称呈“V”字形的梯形板构成，由于夹角的存在，减小了风向导
流器4因自身惯性转动所带来的不稳定引风现象。尾翼8与支撑杆10端部间
存在扭矩，当自然风流向风向导流器4时，尾翼8与气流之间相互作用产生
旋转转矩，且能够依据转矩的大小带动水平旋转杆6自动转动至与气流流向
一致的方向。风向导流器4具有高度的自适应性且无电能以及其它能耗，在
风速较小或风向改变不大的情况下，始终能够快速跟随风向，有效提高了冷
却空气的导入率。
本发明风冷翼型椭圆管式除雾器的除雾方法，可通过如下步骤实现：
风向导流器4利用尾翼8与冷风气流之间的相互作用，使水平旋转杆6
自由转动至与冷风流向一致的方向；冷风气流在导流板9的引流作用下，由
管排阵列的迎风端11流入椭圆形管束1内；烟气从管排阵列的底部进入并绕
流，烟气在弧形羽翼1-1处相互汇聚形成涡流，使烟气在椭圆形管束1间的流
动轨迹不断偏折，烟气中所携带的部分颗粒在惯性力的作用下不断撞击弧形
羽翼1-1和椭圆形管束1的外壁面，同烟气分离；烟气与椭圆形管束1内流动
的冷风存在温差，使所携带的饱和蒸汽在椭圆形管束1的外壁面产生冷凝，
部分微细颗粒随蒸汽一起发生凝并，同烟气分离。
参与换热后的烟气从管排阵列的顶部排出，冷风则由管排阵列的背风端
12流出椭圆形管束1，顺着风向排放至大气中。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的
精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置
换方式，都包含在本发明的保护范围之内。