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旋風(fēng)除塵器
日期：2025-02-10 18:01
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摘要：
旋風(fēng)除塵器
利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小,投資少,操作維修方便,壓力損失中等,動力消耗不大。旋風(fēng)除塵器適用于高溫、高壓及有腐蝕性氣體，并可以直接回收干顆粒。
旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15μm以上的顆粒物，除塵效率可達(dá)80%。旋風(fēng)除塵器主要缺點是對小于5μm以下的顆粒捕集效率不高，一般作預(yù)除塵用。
一、旋風(fēng)除塵器工作原理
普通旋風(fēng)除塵器是由進(jìn)氣管、筒體、錐體和排氣管等組成。外渦旋：旋轉(zhuǎn)向下的外圈氣流；內(nèi)渦旋：旋轉(zhuǎn)向上的中心氣流。
氣流作渦旋運動時，塵粒在離心力作用下逐步移向外壁，達(dá)到外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰頭。氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，頂部的壓力下降，一部分細(xì)小的塵粒沿筒壁旋轉(zhuǎn)向上，達(dá)到頂部后，再沿排出管外壁旋轉(zhuǎn)向下，*后到達(dá)排出管下端附近被上升的內(nèi)渦旋帶走并從排出管排出，這股旋轉(zhuǎn)氣流稱上渦旋。對旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流運動的測定發(fā)現(xiàn)，實際氣流除切向和軸向運動外，還有徑向運動。在外渦旋也存在離心的徑向運動。通常把內(nèi)外渦旋氣體的運動分解成為三個速度分量：切向速度、徑向速度和軸向速度。切向速度是決定氣流速度大小的主要速度分量，也是決定氣流質(zhì)點離心力大小的主要因素。根據(jù)渦旋定律，外渦旋的切向速度vT反比于旋轉(zhuǎn)半徑R的n次方。
n￡，稱為渦旋指數(shù)。
內(nèi)旋渦的切向速度正比于旋轉(zhuǎn)半徑R，比例常數(shù)等于氣流的旋轉(zhuǎn)角速度w。
因此，在內(nèi)、外旋渦交界園柱面上，氣流的切向速度*大。實驗測量表明，交界園柱面直徑d0=(0.6-1.0)de(de是排氣管直徑）。
二.旋風(fēng)除塵器的壓力損失Dp
在評價旋風(fēng)除塵器設(shè)計和性能時的一個主要指標(biāo)是氣流通過旋風(fēng)器時的壓力損失，亦稱壓力降。旋風(fēng)除塵器的壓力損失與其結(jié)構(gòu)和運行條件等有關(guān)，理論計算比較困難，主要靠實驗確定。Dp一般與氣體入口速度的平方根成正比，即
r為氣體的密度，kg/m3；v1為氣體入口速度，m/s；x為局部阻力系數(shù)。
三. 旋風(fēng)除塵器的除塵效率
在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，粒子的沉降速度主要取決于離心力Fc和向心運動氣流作用于塵粒上的阻力FD在內(nèi)外渦旋界面上，如果Fc>FD，粒子在離心力推動下移向外壁而被捕集；如果Fc<FD，粒子在向心氣流的帶動下進(jìn)入內(nèi)渦旋，*后由排氣管排出；如果Fc=FD，作用在塵粒上的外力之和等于零，粒子在交界面上不停地旋轉(zhuǎn)。實際上由于各種隨機因素的影響，處于這種平衡狀態(tài)的塵粒有50%的可能性進(jìn)入內(nèi)渦旋，也有50%的可能性移向外壁，它的除塵效率為50%。此時的粒徑即為除塵器的分割直徑，用dc表示。因為Fc=FD，對于球形粒子，由斯托克斯定律得到：
式中，vT0為交界面處氣流的切向速度，m/s; vr為旋轉(zhuǎn)氣流的徑向速度。
dc愈小，說明除塵效率越高，性能愈好。
dc確定后，可根據(jù)雷思—利希特模式計算其他粒子的分級效率：
n為渦旋指數(shù)。
另一種廣泛采用的分級效率公式是分析大量實驗數(shù)據(jù)后提出的經(jīng)驗公式，其精度完全可以滿足工程設(shè)計的需要。
四．影響旋風(fēng)除塵器效率的因素
二次效應(yīng)、比例尺寸、煙塵的物理性質(zhì)和操作變量。
1、二次效應(yīng)
即被捕集的粒子重新進(jìn)入氣流。
在較小粒徑區(qū)間內(nèi)，理應(yīng)逸出的粒子由于聚集或被較大塵粒碰撞向壁面而脫離氣流獲得捕集，實際效率高于理論效率。
在較大粒徑區(qū)間，實際效率低于理論效率，因為理應(yīng)沉降入灰斗的塵粒卻隨凈化后氣流一起排走，其起因主要為粒子被反彈回氣流或沉積的塵粒被重新吹起。
2、比例尺寸
在相同的切向速度下筒體直徑D愈小，粒子受到的慣性愈大，除塵效率愈高，但若筒體直徑過小，粒子容易逃逸，使效率下降。另外，錐體適當(dāng)加長，對提高除塵效率有利。實踐表明，筒體和錐體的總高度以不大于5的筒體直徑為宜。
除塵器分割直徑的公式可看出，排出管直徑愈小分割直徑愈小，即除塵器效率愈高。但排出管直徑太小，會導(dǎo)致壓力降的增加，一般取排出管直徑de=（0.4-0.65)D。
在相同的切向速度下筒體直徑D愈小，粒子受到的慣性愈大，除塵效率愈高，但若筒體直徑過小，粒子容易逃逸，使效率下降。另外，錐體適當(dāng)加長，對提高除塵效率有利。實踐表明，筒體和錐體的總高度以不大于5的筒體直徑為宜。
除塵器分割直徑的公式可看出，排出管直徑愈小分割直徑愈小，即除塵器效率愈高。但排出管直徑太小，會導(dǎo)致壓力降的增加，一般取排出管直徑de=（0.4-0.65)D。
此外，除塵器下部的嚴(yán)密性也是影響除塵效率的一個重要因素。如果除塵器下部不嚴(yán)密，漏入外部空氣，會把正在落入灰斗的粉塵重新帶走，使除塵效率顯著下降。因此，在不漏風(fēng)的情況下進(jìn)行正常排灰是旋風(fēng)除塵器運行中必須重視的問題。
旋風(fēng)除塵器尺寸比例變化對性能的影響
3、煙塵的物理性質(zhì)
氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度等。
氣體的密度和粘度、塵粒的大小和比重、煙氣含塵濃度等。
4、操作變量
提高煙氣入口流速，旋風(fēng)除塵器分割直徑變小，使除塵器性能改善。
五．旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)型式
1、按進(jìn)氣方式分類切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式
1、按進(jìn)氣方式分類切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式
切向進(jìn)入式分為直入式和蝸殼式，前者的進(jìn)氣管外壁與筒體相切，后者進(jìn)氣管內(nèi)壁與筒體相切。
軸向進(jìn)入式是利用固定的導(dǎo)流葉片促進(jìn)氣流旋轉(zhuǎn)，在相同的壓力損失下，能夠處理的氣體量大，且氣流分布較均勻，主要用于多管旋風(fēng)除塵器和處**體量大的場合。
2、按氣流組織分類
回流式、直流式、平流式和旋流式等多種。
3、多管旋風(fēng)除塵器
由多個，有時多達(dá)數(shù)千個相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組。但處理煙氣量大時，可采用這種組合方式。
多管除塵器布置緊湊，外形尺寸小，可以用直徑較小的旋風(fēng)子（D=100、150、250mm)來組合，能夠有效地捕集5-10um的粉塵，多管旋風(fēng)除塵器可用耐磨鑄鐵鑄成，因而可以處理含塵濃度較高的氣體（100g/m3)。
回流式、直流式、平流式和旋流式等多種。
3、多管旋風(fēng)除塵器
由多個，有時多達(dá)數(shù)千個相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)子）組合在一個殼體內(nèi)并聯(lián)使用的除塵器組。但處理煙氣量大時，可采用這種組合方式。
多管除塵器布置緊湊，外形尺寸小，可以用直徑較小的旋風(fēng)子（D=100、150、250mm)來組合，能夠有效地捕集5-10um的粉塵，多管旋風(fēng)除塵器可用耐磨鑄鐵鑄成，因而可以處理含塵濃度較高的氣體（100g/m3)。
常見的多管除塵器有回流式和直流式。
六.旋風(fēng)除塵器的設(shè)計選型
**步：根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征及除塵要求、允許的阻力和制造條件，合理選擇旋風(fēng)除塵器的型式
**步：根據(jù)使用時允許的壓力降確定進(jìn)口氣速v1
若沒有提供允許的壓力損失數(shù)據(jù)，一般取進(jìn)口氣速為12-25m/s
第三步：確定旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口截面A、入口寬度b和高度h
第四步：確定各部分幾何尺寸，由進(jìn)口截面積A和入口寬度b及高度h定出各部分的幾何尺寸
