旋风除尘器除尘效率的提高及改进_旋风除尘器基本效率

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旋风除尘器效率的提升和改进

论旋风除尘器除尘效率提升及改进

Theory of dust cyclone dust removal efficiency improvement and improvement

作者：赵德政

摘要：在旋风除尘器筒体中部，安装筒状钢板网整理稳固气流流型，主要不是过滤作用，重点是整理涡旋流型、延长筒体、增加旋转时间提高除尘效率。

Abstract: in the dust cyclone central cylinder, installation tubular steel nets tidy stable airflow pattern, not filter function, the key is to finishing vortex flow type and prolong barrel, increase rotation time to improve the dust removal efficiency.关键字：旋风除尘 网状装置 整理流型 提高效率

Key word: cyclone dust、reticular device、arrangement flow type、improve efficiency 引言

旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。普通旋风除尘器由简体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从业体重分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。大多用来去除.3μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率。旋风旋风除尘器效率的提升和改进

除尘器结构简单、体积小、使用维修方便在通风除尘工程中广泛应用。

一、旋风除尘器除尘效率的因素分析

1)旋风除尘器内气流与尘粒的运动

普通的旋风除尘器是由筒体、锥体、和排出管三部分组成，如图。含尘气流由切线进入除尘器后，延外壁由上向下作旋转运动，这股向下旋转的气流为外旋流。外旋流到达锥体底部后，转而向上，延轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上的气流称为内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，延壁而落入灰斗。

气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力发生下降。一部分气流会带着细小的尘粒延外壁转向上，达到顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，从排出管排出。这股旋转气流称为上涡旋。

实际旋风除尘器的气流是很复杂的，除了切向和轴向的运动外，还有径向的运动，外涡旋的径向速度是向心的，内涡旋的径向速度是向外的。

2)切向速度和径向速度

涡旋的切向速度是随半径的减小尔增加，内涡旋的切向速度是随半径的减小而减小，径向速度沿高度的分布是不均匀的，上部大下部小。

外涡旋气流的向心运动对尘粒的分离是不利的，有些细小的尘粒会在向心气流的带动下进入内涡旋，然后从排出管排出。

3)旋风除尘器的计算

外涡旋内的尘粒在径向受到的力 = 惯性离心力 + 向心运动的气流对尘粒的作用力

如果惯性离心力大于向心运动的气流对尘粒的作用力，尘粒在惯性离心力的作用下向外壁移动;如果惯性离心力小于向心运动的气流对尘粒的作用力，尘粒在向心气流的推动下进入内涡旋，最后排出除尘器。

二、影响旋风除尘器性能的因素 1 除尘器结构

旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失，其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。在使用时应注意，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。3.1.1 进气口

旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘旋风除尘器效率的提升和改进的分离。圆筒体直径和高度

圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，简体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若简体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力，因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。3 排气管

排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出，有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大；若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。4 排灰口

排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响，增大排灰口直径对提高除尘效率效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘的重新扬起。5操作工艺参数

在旋风除尘器尺寸和结构定型的情况下，其除尘效率关键在于运行因素的影响。6 流速

旋风除尘器是利用离心力来除尘的，离心力愈大，除尘效果愈好。旋转的路程越长效率越高。7粉尘的状况

粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风除尘器外旋流的旋风除尘器效率的提升和改进

粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生的离心力，使粉尘受到向外的推移作用；另一个是由旋转气流的径向速度所产生的向心力，使粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上，如果切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离心力的推动下向外壁移动，从而被分离出来；如果切向速度产生的离心力小于径向速度产生的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内旋流，最后经排风管排出。如果切向速度产生的离心力等于径向速度产生的向心力，即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面上不停地旋转。

旋风除尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度愈大，径向速度和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。

三、除尘器结构改进

由于除尘器中间深入的侯部3采用钢板风管，喉部的长短影响除尘器的效率，太短了没有流型太长了就会将尘粒从出口吹出风道，反而启不到除尘的作用。鉴于此原因同时又为了更好的组织空气进入除尘器中的流型保证较高的离心力，因此可设想在旋风除尘器中间的喉管延伸处4采用钢板网制作形成一个有过滤作用的假想的圆柱喉管，这样既方便施工和工业制作，又有较好的流型和流道可很好的提高旋风除尘器的整体效率，对锅炉除尘等旋风除尘设备是个较好的改进，中间的钢板网密度和网孔目数要根据粉尘大小和湿度情况进行实验后确定。同时钢板网的进伸长度要以不阻挡风量为准。同时由于在中间设置网状主体保证了气流的稳定性，还可延长旋风除尘器的5筒体长度，是尘粒在筒内的行程更加延长，这样就可大大提高除尘器的效率。还可以减少二次扬尘，而且使高速旋转的上、下灰环消失，提高了除尘效率。

四、改进的旋风除尘装置工业意义和对环保节能降耗的影响旋风除尘器效率的提升和改进

1)2)3)4)设备改动小易实现成本低。

工业应用广泛，产生的社会和环保效益显著。

减少下级湿式和布袋的除尘量，降低风机耗电量。现阶段节能降耗的重大突破。

五、结语

如何提高旋风除尘器除尘效率是当前粮食行业需要解决的一个重要课题。研究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。这里设想的装置还需在网格的密度，网格的外观形状上做相应实验，以便在行业里广泛使用。由于旋风除尘器内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，特别是在控制气流流型上寻求最优设计方案和运行管理方法。当前，旋风除尘器许多理论还待研究和探讨，尽管如此，旋风除尘器仍以其结构简单、体积小、制造维修方便、除尘效率较为理想等优点，成为目前粮食企业主要除尘设备之一。随着对旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在粮食行业除尘中发挥更大的作用。