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管式除霧器實現(xiàn)深度脫塵除霧的主要工作原理可表述為霧滴液體顆粒與粉塵固體顆粒的三種運動狀態(tài)，分別為凝聚、捕悉和湮滅。凝聚是指煙氣中夾雜的細小的霧滴液體顆粒相互之間，霧滴液體顆粒與粉塵顆粒之間，在高速運動的氣流中碰撞而凝聚成較大的顆粒后沉降下來；捕悉是指霧滴液體顆粒與粉塵固體顆粒跟隨氣體與本裝置內(nèi)的持液層充分接觸后，被液體捕悉實現(xiàn)從煙氣中分離出來，進入持液層；湮滅是指霧滴液體顆粒與粉塵固體顆粒，隨煙氣高速旋轉(zhuǎn)，利用與煙氣的密度差實現(xiàn)離心分離，被拋向管式除霧器的裝置內(nèi)壁表面，與管式除霧器的裝置壁面附著的液膜層接觸后湮滅。
管式除霧器的裝置布置在含有大量霧滴的飽和煙氣氣體自下而上的過流斷面上。煙氣以一定流速穿過深度脫塵除霧裝置的過流斷面，在裝置內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)運動，利用自身氣流紊流促進霧滴與粉塵的碰撞凝聚，裝置內(nèi)的持液層與霧滴、粉塵接觸實現(xiàn)捕悉，霧滴粉塵在高速旋轉(zhuǎn)氣流中逐漸向壁面運動，與壁面高速旋轉(zhuǎn)的液膜層接觸的瞬間湮滅，從而實現(xiàn)對煙氣的深度脫塵除霧
管式除霧器的構(gòu)造
管式除霧器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。
圖中１為管式除霧器的導(dǎo)流筒，是一個垂直放置的內(nèi)壁面光滑平整的兩端無封閉的圓形筒，是脫塵除霧裝置的煙氣過流部件，其數(shù)量、直徑、高度等參數(shù)與含有大量霧滴的飽和煙氣氣量、脫塵除霧效率，以及霧滴總量、霧滴粒徑分布，粉塵的粒徑和特性等有關(guān)。一般要求滿足出口塵含量＜5mg/Nm3時，導(dǎo)流筒的過流煙氣斷面平均流速在5~6m/s，平均導(dǎo)流筒內(nèi)停留時間0.1~0.4s。
圖中２為管式除霧器的湍流子：位于導(dǎo)流筒內(nèi)在煙氣進口和導(dǎo)流筒中部，由葉片和中心筒組成，是脫塵除霧裝置過流煙氣從自上而下的運動方向轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)運動的氣流導(dǎo)向部件，可為霧滴與粉塵的脫除提供動力環(huán)境。21為管式除霧器的中心筒：是一個外部光滑的頂端封閉的圓形筒，其直徑與導(dǎo)流筒的直徑相關(guān)。一般要求截面面積約為導(dǎo)流筒截面的10％~50％。其中，22為管式除霧器的湍流子葉片：是一個表面光滑的薄片狀曲扇形部件，以一定傾斜角度均勻分布在中心筒與導(dǎo)流筒之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，其數(shù)量、傾斜角度與覆蓋面積根據(jù)裝置的處理需要可以進行調(diào)整。傾斜角度與導(dǎo)流筒的過流速度和脫塵除霧效率相關(guān)；一般要求葉片角度需滿足導(dǎo)向后氣體旋轉(zhuǎn)運動的實際速度多8m/s。為了保證較高的脫塵除霧效率，一般采用2層湍流子。湍流子葉片共計18片，以傾斜角度42°均勻分布在中心筒與導(dǎo)流筒之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，每片湍流子葉片覆蓋垂直投影覆蓋面積為中心夾角22°的扇形區(qū)域，與周邊的其他葉片存在２°的扇形區(qū)域重疊。湍流子內(nèi)中心筒的直徑、葉片的數(shù)量、葉片的傾斜角度及葉片垂直投影重疊區(qū)域的大小，需根據(jù)入口煙氣中的霧滴含量和塵含量，以及出口處理效果要求進行調(diào)整。一般來說入口霧滴含量越大，葉片的數(shù)量和傾斜角度越??；入口塵含量越大，葉片的數(shù)量和傾斜角度越大；出口處理效果要求越高，葉片垂直投影重疊區(qū)域越大。
圖中３為管式除霧器的擋水環(huán)：是一個一定厚度和高度的環(huán)狀部件，貼附在導(dǎo)流筒內(nèi)，可為脫塵除霧裝置控制裝置持液，進而形成一個具有一定穩(wěn)定液體量的持液層。31為下部一次擋水環(huán)，設(shè)置在導(dǎo)流筒中部的湍流子下，為穿過裝置的煙氣營造一個高速旋轉(zhuǎn)運動的流態(tài)；32為上部二次擋水環(huán)，設(shè)置在導(dǎo)流筒出口處，其厚度和高度參數(shù)決定裝置的持液量，同時也影響著裝置的運行阻力。當擋水環(huán)厚度、高度在合理數(shù)值時可獲得裝置的最大持液量，此時捕悉作用大大加強，運行阻力也大大增加，因此擋水環(huán)參數(shù)應(yīng)該與煙氣中霧滴總量、霧滴粒徑分布、粉塵的粒徑和特性等綜合考慮。
圖中４為管式除霧器的泄放孔：是一個切口光滑平整的開孔，與葉片旋轉(zhuǎn)方向一致,設(shè)置在導(dǎo)流筒上，與導(dǎo)流筒內(nèi)壁面部分相切，可控制脫塵除霧裝置導(dǎo)流筒壁面液膜的厚度。二排泄放孔設(shè)置在導(dǎo)流筒下部湍流子上一定高度，均勻的間布在同一斷面上。泄放孔與導(dǎo)流筒內(nèi)壁相切，下部泄放孔孔徑大于上部泄放孔孔徑，泄放孔的數(shù)量與孔徑的大小根據(jù)煙氣進口霧滴含量調(diào)整。泄放孔的大小、數(shù)量和布置高度與煙氣中霧滴總量、霧滴粒徑分布、粉塵的粒徑和特性等有關(guān)。泄放孔要保證被裝置脫除的霧滴與塵被及時從裝置中排出，避免液膜變厚造成二次霧滴產(chǎn)生，還要避免排出液體過多無法維持液膜，高速運動的霧滴、粉塵直接與裝置導(dǎo)流筒內(nèi)壁碰撞造成更大量更細小的二次霧滴粉塵產(chǎn)生。
以典型的含有大量霧滴需要脫塵除霧處理的石灰石－石膏濕法脫硫凈煙氣為例描述一種深度脫塵除霧裝罝的運行如下：
石灰石－石膏濕法脫硫凈煙氣中含有的霧滴液體顆粒來源于二部分，一部分是噴淋漿液相互碰撞產(chǎn)生的細小漿液液滴，一部分是飽和凈煙氣降溫冷凝生成的細小霧滴；凈煙氣中含有的粉塵固體顆粒也有二個組成，一部分是煙氣中未被吸收塔漿液捕悉的細小粉塵固體顆粒，一部分是漿液液滴中懸浮的不溶性石膏、石灰石顆粒，這兩部分在現(xiàn)有的測量標準下均以“塵”計。脫硫凈煙氣的特點就是煙氣飽和低溫，霧滴含量大，塵含量大。凈煙氣帶著大量的霧滴和粉塵以3.5m/s的流速向上運動，進入深度脫塵除霧裝置區(qū)域。煙氣進入深度脫塵除霧裝置時的流速增加到5m/s以上，穿過一級湍流子后，氣流的質(zhì)點流速增加到10m/s以上，氣體流向從垂直向上變化為旋轉(zhuǎn)向上，此時氣流的紊流強度大大加強。凈煙氣中的霧滴、粉塵在劇烈的紊流氣相中相互碰撞機率大幅增加，從而凝聚成較大的液滴顆粒實現(xiàn)了部分脫除。高速旋轉(zhuǎn)運動的氣流中的霧滴和粉塵由于與氣體的密度差異巨大，在離心力的作用下逐漸開始向壁面方向運動。裝置內(nèi)壁面上有一層厚度均勻的旋轉(zhuǎn)液膜，液膜的旋轉(zhuǎn)方向與氣流相同，霧滴和粉塵以高速狀態(tài)靠近壁面時，與旋轉(zhuǎn)的液膜接觸后被液膜吸收湮滅。裝置內(nèi)液膜厚度不足或無液膜，高速運動的霧滴和粉塵直接撞擊在壁面上勢必生成更為細小的霧滴和粉塵，無法達到除霧除霧的目的。液膜厚度過大，高速運動的氣流會將液膜表面的液體切削吹散成為霧滴。吸收了霧滴和粉坐的液膜旋轉(zhuǎn)運動到放泄孔位置時，部分液膜便從放泄孔中排出裝置，從而達到穩(wěn)定液膜厚度的目的。液膜在一定高度上時受到擋水環(huán)的阻擋，液膜被破壞散落成液滴跌落返回湍流子上部，在裝置空腔內(nèi)形成數(shù)量巨大的液滴，與進入裝置的煙氣接觸，實現(xiàn)對霧滴和粉塵的捕悉，并隨著高速氣流被拋向壁面液膜，再由擋水環(huán)將此部分液膜重新散落成液滴。裝置內(nèi)除湍流子外，內(nèi)部無其他結(jié)構(gòu)件，內(nèi)壁面存在的旋轉(zhuǎn)液膜反復(fù)沖刷裝置內(nèi)壁面，有效防止石膏結(jié)晶的結(jié)垢堵塞問題。湍流子葉片表面有高速氣流沖刷，葉片間距最小處也有20mm以上，因此也不存在結(jié)垢堵塞問題。氣流隨著繼續(xù)向上運動，旋轉(zhuǎn)的角速度逐漸開始降低，而部分更為細小的霧滴與粉塵還未能被脫除，此時再設(shè)置一個湍流子，重復(fù)給予氣流的高度旋轉(zhuǎn)的環(huán)境，重復(fù)凝聚、捕悉和湮滅的霧滴、粉塵脫除過程，最終達到實現(xiàn)對煙氣中霧滴和粉塵的凈化。整個裝置的運行阻力≤350Ｐa，脫除效果可滿足出口5mg/Nm3的塵排放濃度。
管式除霧器的脫塵除霧裝置，采用高強度非金屬材質(zhì)制造，重量輕，成本低，滿足耐腐蝕和結(jié)構(gòu)強度要求，其運行煙氣流速大于吸收塔斷面煙氣流速，可直接安置在吸收塔內(nèi)，布置簡單方便。
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