旋風除塵器

利用旋轉氣流產(chan) 生的離心力使塵粒從(cong) 氣流中分離的裝置。旋風除塵器結構簡單，占地麵積小,投資少,操作維修方便,壓力損失中等,動力消耗不大。旋風除塵器適用於(yu) 高溫、高壓及有腐蝕性氣體(ti) ，並可以直接回收幹顆粒。

   旋風除塵器一般用於(yu) 捕集5-15μm以上的顆粒物，除塵效率可達80%。主要缺點是對小於(yu) 5μm以下的顆粒捕集效率不高，一般作預除塵用。

一、工作原理

    普通是由進氣管、筒體(ti) 、錐體(ti) 和排氣管等組成。外渦旋：旋轉向下的外圈氣流；內(nei) 渦旋：旋轉向上的中心氣流。

氣流作渦旋運動時，塵粒在離心力作用下逐步移向外壁，達到外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁麵落入灰頭。氣流從(cong) 除塵器頂部向下高速旋轉時，頂部的壓力下降，一部分細小的塵粒沿筒壁旋轉向上，達到頂部後，再沿排出管外壁旋轉向下，後到達排出管下端附近被上升的內(nei) 渦旋帶走並從(cong) 排出管排出，這股旋轉氣流稱上渦旋。對內(nei) 氣流運動的測定發現，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(nei) 外渦旋氣體(ti) 的運動分解成為(wei) 三個(ge) 速度分量：切向速度、徑向速度和軸向速度。切向速度是決(jue) 定氣流速度大小的主要速度分量，也是決(jue) 定氣流質點離心力大小的主要因素。根據渦旋定律，外渦旋的切向速度vT反比於(yu) 旋轉半徑R的n次方。

n£，稱為(wei) 渦旋指數。

內(nei) 旋渦的切向速度正比於(yu) 旋轉半徑R，比例常數等於(yu) 氣流的旋轉角速度w。

因此，在內(nei) 、外旋渦交界園柱麵上，氣流的切向速度大。實驗測量表明，交界園柱麵直徑d₀=(0.6-1.0)de(de是排氣管直徑）。

二.的壓力損失Dp

   在評價(jia) 設計和性能時的一個(ge) 主要指標是氣流通過旋風器時的壓力損失，亦稱壓力降。的壓力損失與(yu) 其結構和運行條件等有關(guan) ，理論計算比較困難，主要靠實驗確定。Dp一般與(yu) 氣體(ti) 入口速度的平方根成正比，即

r為(wei) 氣體(ti) 的密度，kg/m3；v1為(wei) 氣體(ti) 入口速度，m/s；x為(wei) 局部阻力係數。

三. 的除塵效率

在內(nei) ，粒子的沉降速度主要取決(jue) 於(yu) 離心力Fc和向心運動氣流作用於(yu) 塵粒上的阻力FD在內(nei) 外渦旋界麵上，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入內(nei) 渦旋，後由排氣管排出；如果Fc=FD，作用在塵粒上的外力之和等於(yu) 零，粒子在交界麵上不停地旋轉。實際上由於(yu) 各種隨機因素的影響，處於(yu) 這種平衡狀態的塵粒有50%的可能性進入內(nei) 渦旋，也有50%的可能性移向外壁，它的除塵效率為(wei) 50%。此時的粒徑即為(wei) 除塵器的分割直徑，用dc表示。因為(wei) Fc=F_D，對於(yu) 球形粒子，由斯托克斯定律得到：

式中，v_T0為(wei) 交界麵處氣流的切向速度，m/s; v_r為(wei) 旋轉氣流的徑向速度。

dc愈小，說明除塵效率越高，性能愈好。

dc確定後，可根據雷思—利希特模式計算其他粒子的分級效率：

n為(wei) 渦旋指數。

另一種廣泛采用的分級效率公式是分析大量實驗數據後提出的經驗公式，其精度*可以滿足工程設計的需要。

四．影響效率的因素

 二次效應、比例尺寸、煙塵的物理性質和操作變量。

1、二次效應

即被捕集的粒子重新進入氣流。

在較小粒徑區間內(nei) ，理應逸出的粒子由於(yu) 聚集或被較大塵粒碰撞向壁麵而脫離氣流獲得捕集，實際效率高於(yu) 理論效率。

在較大粒徑區間，實際效率低於(yu) 理論效率，因為(wei) 理應沉降入灰鬥的塵粒卻隨淨化後氣流一起排走，其起因主要為(wei) 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(ti) 直徑D愈小，粒子受到的慣性愈大，除塵效率愈高，但若筒體(ti) 直徑過小，粒子容易逃逸，使效率下降。另外，錐體(ti) 適當加長，對提高除塵效率有利。實踐表明，筒體(ti) 和錐體(ti) 的總高度以不大於(yu) 5的筒體(ti) 直徑為(wei) 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(hui) 導致壓力降的增加，一般取排出管直徑de=（0.4-0.65)D。

   此外，除塵器下部的嚴(yan) 密性也是影響除塵效率的一個(ge) 重要因素。如果除塵器下部不嚴(yan) 密，漏入外部空氣，會(hui) 把正在落入灰鬥的粉塵重新帶走，使除塵效率顯著下降。因此，在不漏風的情況下進行正常排灰是運行中必須重視的問題。

尺寸比例變化對性能的影響

3、煙塵的物理性質
氣體(ti) 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，分割直徑變小，使除塵器性能改善。

五．的結構型式
1、按進氣方式分類切向進入式和軸向進入式

切向進入式分為(wei) 直入式和蝸殼式，前者的進氣管外壁與(yu) 筒體(ti) 相切，後者進氣管內(nei) 壁與(yu) 筒體(ti) 相切。

軸向進入式是利用固定的導流葉片促進氣流旋轉，在相同的壓力損失下，能夠處理的氣體(ti) 量大，且氣流分布較均勻，主要用於(yu) 多管和處理氣體(ti) 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
 由多個(ge) ，有時多達數千個(ge) 相同構造形狀和尺寸的小型（又叫旋風子）組合在一個(ge) 殼體(ti) 內(nei) 並聯使用的除塵器組。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子（D=100、150、250mm)來組合，能夠有效地捕集5-10um的粉塵，多管可用耐磨鑄鐵鑄成，因而可以處理含塵濃度較高的氣體(ti) （100g/m3)。

常見的多管除塵器有回流式和直流式。

六.的設計選型

*步：根據含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征及除塵要求、允許的阻力和製造條件，合理選擇的型式

第二步：根據使用時允許的壓力降確定進口氣速v1

若沒有提供允許的壓力損失數據，一般取進口氣速為(wei) 12-25m/s

第三步：確定的進口截麵A、入口寬度b和高度h

第四步：確定各部分幾何尺寸，由進口截麵積A和入口寬度b及高度h定出各部分的幾何尺寸