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旋风除尘器
日期：2024-05-16 04:17
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摘要：
旋风除尘器
利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。旋风除尘器结构简单，占地面积小,投资少,操作维修方便,压力损失中等,动力消耗不大。旋风除尘器适用于高温、高压及有腐蚀性气体，并可以直接回收干颗粒。
旋风除尘器一般用于捕集5-15μm以上的颗粒物，除尘效率可达80%。旋风除尘器主要缺点是对小于5μm以下的颗粒捕集效率不高，一般作预除尘用。
一、旋风除尘器工作原理
普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成。外涡旋：旋转向下的外圈气流；内涡旋：旋转向上的中心气流。
气流作涡旋运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，达到外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰头。气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力下降，一部分细小的尘粒沿筒壁旋转向上，达到顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，*后到达排出管下端附近被上升的内涡旋带走并从排出管排出，这股旋转气流称上涡旋。对旋风除尘器内气流运动的测定发现，实际气流除切向和轴向运动外，还有径向运动。在外涡旋也存在离心的径向运动。通常把内外涡旋气体的运动分解成为三个速度分量：切向速度、径向速度和轴向速度。切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量，也是决定气流质点离心力大小的主要因素。根据涡旋定律，外涡旋的切向速度vT反比于旋转半径R的n次方。
n£，称为涡旋指数。
内旋涡的切向速度正比于旋转半径R，比例常数等于气流的旋转角速度w。
因此，在内、外旋涡交界园柱面上，气流的切向速度*大。实验测量表明，交界园柱面直径d0=(0.6-1.0)de(de是排气管直径）。
二.旋风除尘器的压力损失Dp
在评价旋风除尘器设计和性能时的一个主要指标是气流通过旋风器时的压力损失，亦称压力降。旋风除尘器的压力损失与其结构和运行条件等有关，理论计算比较困难，主要靠实验确定。Dp一般与气体入口速度的平方根成正比，即
r为气体的密度，kg/m3；v1为气体入口速度，m/s；x为局部阻力系数。
三. 旋风除尘器的除尘效率
在旋风除尘器内，粒子的沉降速度主要取决于离心力Fc和向心运动气流作用于尘粒上的阻力FD在内外涡旋界面上，如果Fc>FD，粒子在离心力推动下移向外壁而被捕集；如果Fc<FD，粒子在向心气流的带动下进入内涡旋，*后由排气管排出；如果Fc=FD，作用在尘粒上的外力之和等于零，粒子在交界面上不停地旋转。实际上由于各种随机因素的影响，处于这种平衡状态的尘粒有50%的可能性进入内涡旋，也有50%的可能性移向外壁，它的除尘效率为50%。此时的粒径即为除尘器的分割直径，用dc表示。因为Fc=FD，对于球形粒子，由斯托克斯定律得到：
式中，vT0为交界面处气流的切向速度，m/s; vr为旋转气流的径向速度。
dc愈小，说明除尘效率越高，性能愈好。
dc确定后，可根据雷思—利希特模式计算其他粒子的分级效率：
n为涡旋指数。
另一种广泛采用的分级效率公式是分析大量实验数据后提出的经验公式，其精度完全可以满足工程设计的需要。
四．影响旋风除尘器效率的因素
二次效应、比例尺寸、烟尘的物理性质和操作变量。
1、二次效应
即被捕集的粒子重新进入气流。
在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒碰撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率。
在较大粒径区间，实际效率低于理论效率，因为理应沉降入灰斗的尘粒却随净化后气流一起排走，其起因主要为粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起。
2、比例尺寸
在相同的切向速度下筒体直径D愈小，粒子受到的惯性愈大，除尘效率愈高，但若筒体直径过小，粒子容易逃逸，使效率下降。另外，锥体适当加长，对提高除尘效率有利。实践表明，筒体和锥体的总高度以不大于5的筒体直径为宜。
除尘器分割直径的公式可看出，排出管直径愈小分割直径愈小，即除尘器效率愈高。但排出管直径太小，会导致压力降的增加，一般取排出管直径de=（0.4-0.65)D。
在相同的切向速度下筒体直径D愈小，粒子受到的惯性愈大，除尘效率愈高，但若筒体直径过小，粒子容易逃逸，使效率下降。另外，锥体适当加长，对提高除尘效率有利。实践表明，筒体和锥体的总高度以不大于5的筒体直径为宜。
除尘器分割直径的公式可看出，排出管直径愈小分割直径愈小，即除尘器效率愈高。但排出管直径太小，会导致压力降的增加，一般取排出管直径de=（0.4-0.65)D。
此外，除尘器下部的严密性也是影响除尘效率的一个重要因素。如果除尘器下部不严密，漏入外部空气，会把正在落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率显著下降。因此，在不漏风的情况下进行正常排灰是旋风除尘器运行中必须重视的问题。
旋风除尘器尺寸比例变化对性能的影响
3、烟尘的物理性质
气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度等。
气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度等。
4、操作变量
提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，使除尘器性能改善。
五．旋风除尘器的结构型式
1、按进气方式分类切向进入式和轴向进入式
1、按进气方式分类切向进入式和轴向进入式
切向进入式分为直入式和蜗壳式，前者的进气管外壁与筒体相切，后者进气管内壁与筒体相切。
轴向进入式是利用固定的导流叶片促进气流旋转，在相同的压力损失下，能够处理的气体量大，且气流分布较均匀，主要用于多管旋风除尘器和处**体量大的场合。
2、按气流组织分类
回流式、直流式、平流式和旋流式等多种。
3、多管旋风除尘器
由多个，有时多达数千个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组。但处理烟气量大时，可采用这种组合方式。
多管除尘器布置紧凑，外形尺寸小，可以用直径较小的旋风子（D=100、150、250mm)来组合，能够有效地捕集5-10um的粉尘，多管旋风除尘器可用耐磨铸铁铸成，因而可以处理含尘浓度较高的气体（100g/m3)。
回流式、直流式、平流式和旋流式等多种。
3、多管旋风除尘器
由多个，有时多达数千个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用的除尘器组。但处理烟气量大时，可采用这种组合方式。
多管除尘器布置紧凑，外形尺寸小，可以用直径较小的旋风子（D=100、150、250mm)来组合，能够有效地捕集5-10um的粉尘，多管旋风除尘器可用耐磨铸铁铸成，因而可以处理含尘浓度较高的气体（100g/m3)。
常见的多管除尘器有回流式和直流式。
六.旋风除尘器的设计选型
**步：根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征及除尘要求、允许的阻力和制造条件，合理选择旋风除尘器的型式
**步：根据使用时允许的压力降确定进口气速v1
若没有提供允许的压力损失数据，一般取进口气速为12-25m/s
第三步：确定旋风除尘器的进口截面A、入口宽度b和高度h
第四步：确定各部分几何尺寸，由进口截面积A和入口宽度b及高度h定出各部分的几何尺寸
