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饱和废气从35 ℃冷却到25 ℃:每1000 kg干空气约析出16.5 kg冷凝水
2017.03.28

饱和废气从35 ℃冷却到25 ℃:每1000 kg干空气约析出16.5 kg冷凝水

洗涤塔出口或湿式工艺排气看起来只是“带一点水雾”,但只要气体温度跌破露点,水就会在PP风管内连续析出。若图纸只标风量和口径,没有冷凝量、坡向、最低点排液和废水去向,直管、弯头和软连接都会变成不受控的集液点。

用蒸汽分压先算含湿量变化

NOAA资料给出的Tetens公式可估算水面上的饱和蒸汽压。按101.325 kPa总压计算,35 ℃饱和蒸汽压约5.62 kPa,25 ℃约3.17 kPa。再用ASHRAE湿空气关系W=0.62198pᵥ/(p-pᵥ),可得:

状态 饱和蒸汽压 含湿量
35 ℃、100%RH 5.62 kPa 36.6 g/kg干空气
25 ℃、100%RH 3.17 kPa 20.1 g/kg干空气
冷却差额 2.45 kPa 16.5 g/kg干空气

因此,每1000 kg干空气在35 ℃饱和后冷却到25 ℃,理论上约析出16.5 kg水。这个数字还未包含洗涤塔夹带液滴,也没有考虑酸雾吸收后溶液成分,只是判断排液能力下限的湿空气计算。

露点不是风管表面的温度标签

NOAA把露点定义为水汽开始凝结的温度。气体入口35 ℃并不代表整条PP圆形风管内壁都高于露点:室外低温、未保温法兰、金属支架形成的局部冷桥,都会先出现液膜。

若入口相对湿度低于100%,要先用实际温度与RH求水汽分压和露点,再判断沿程冷却是否越过露点。还应把酸性气体的酸露点、喷淋夹带和工艺波动单独交给工艺专业确认;水的露点计算不能代替腐蚀性混合物的相平衡数据。

坡向必须指向可处理的排液点

EPA设施工程手册要求实验室排风管向罩体方向找坡以排出冷凝液,并采用连续密封的接缝;另一份EPA金属表面处理资料要求冷凝排水和湿洗涤器排水进入废水处理系统,不能接入雨水或随意外排。

工程上要在每个可能的低点标高,而不是笼统写“风管找坡”。三通支管、变径底边、风机前软连接和穿墙段若形成反坡,就会把水截留在局部。最低点可配置PP风管清洁口或独立排液结构,但口径、液封、阀门材质和检修空间必须按冷凝量及负压工况设计。

负压排液要防止吸气和液封失效

负压风管直接开一根排水管,会从排水口吸入空气;排水管浸液形成的液封高度不足,又可能把液体吸回风管。假设最低点静压为-1000 Pa,等效水柱约102 mm,仅用100 mm液封已经没有稳定余量,还要计入压力波动、蒸发和污泥堵塞。

液封高度、双罐或自动排液器应由系统压力包络确定,并设置补水、清扫和溢流去向。含盐或含颗粒冷凝液可能在停机后结晶,EPA湿式洗涤器资料也把腐蚀、堵塞和液滴再夹带列为常见运行问题,所以排液结构必须能拆洗。

验收用称量和温度趋势核对计算

调试时同时记录入口干球温度、相对湿度、风量、最低壁温、系统静压和排液质量。若按干空气质量折算应有16.5 kg而实测远低于此值,应查是否还有积液、夹带流向风机或测点未达到稳定;实测显著偏高,则要区分冷凝水和洗涤塔液滴夹带。

停机后打开清洁口检查内壁液痕、法兰下缘沉积和低点残液。合格标准不应只有“风管无漏风”,还应包括排液连续、无反坡积液、液封不被抽空、废水进入指定处理系统。

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