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影響旋風除塵器分離效率的諸多因素

  在各種除塵系統的預除塵和氣固分離中,旋風除塵器是比較常用的設備之一,但往往由于除塵選型設計不合理,導至除塵分離效率不理想,影響用戶正常生産。下面我們讨論一下影響旋風除塵器效率的諸多因素。
一、從旋風除塵器結構考慮影響除塵器效果的因素
  旋風除塵器的各個部件都有一定的尺寸比例,每一個比例關系的變動,都能影響旋風除塵器的效率和壓力損失,其中除塵器直徑、進氣口尺寸、排氣管直徑為主要影響因素。在使用時應注意,當超過某一界限時,有利因素也能轉化為不利因素。另外,有的因素對于提高除塵效率有利,但卻會增加壓力損失,因而對各因素的調整必須兼顧。
1、旋風除塵器進氣口設計
  旋風除塵器的進氣口是形成旋轉氣流的關鍵部件,是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進氣的進口面積對除塵器有很大的影響,進氣口面積相對于筒體斷面小時,進人除塵器的氣流切線速度大,有利于粉塵的分離。
  氣體旋轉切向速度(可視同入口氣速) 是個關鍵參數,氣體旋轉切向速度越大,處理氣量可增大,最重要的是顆粒受離心力大,易甩向外筒内壁被分離捕集下來。但氣體旋轉切向速度過大則有三個不利因素:
  1.氣體湍流及甩到邊壁的顆粒因切向速度太大發生碰撞彈跳被重新揚起,返回氣相而形成返混現象;
  2.使徑向氣速加大,上行軸向氣速也加大,顆粒停留時間縮短,灰鬥返氣夾帶變多;
  3.壓力降增大。
   1和2嚴重時,會明顯降低分離效率。氣體旋轉切向速度在12~26m/s較為适宜。
2、旋風除塵器圓筒體直徑和高度
  圓筒體直徑是構成旋風除塵器的最基本尺寸。旋轉氣流的切向速度對粉塵産生的離心力與圓筒體直徑成反比,在相同的切線速度下,簡體直徑D越小,氣流的旋轉半徑越小,粒子受到的離心力越大,塵粒越容易被捕集。因此,應适當選擇較小的圓筒體直徑,但若簡體直徑選擇過小,器壁與排氣管太近,粒子又容易逃逸;筒體直徑太小還容易引起堵塞,尤其是對于粘性物料。
  氣體的平均旋轉半徑,越小,顆粒受的離心力越大,即離心沉降速度越大; 旋風分離器外筒直徑越小, 顆粒直徑也越小,即更細小的顆粒都能分離捕集下來。
  當處理風量較大時,因筒體直徑小處理含塵風量有限,可采用幾台旋風除塵器并聯運行的方法解決。并聯運行處理的風量為各除塵器處理風量之和,阻力僅為單個除塵器在處理它所承擔的那部分風量的阻力。但并聯使用制造比較複雜,所需材料也較多,氣體易在進口處被阻擋而增大阻力,因此,并聯使用時台數不宜過多。
  處理氣量較大時,首選多個旋風分離器并聯而非單個大型旋風分離器,一般旋風分離器(外筒) 直徑不大于2 m ,當然也不能太小。
  筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度,可增加氣流在除塵器内的旋轉圈數,使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機會增多,但筒體總高度增加,外旋流中向心力的徑向速度使部分細小粉塵進入内旋流的機會也随之增加,從而又降低除塵效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒體直徑為宜,錐筒體部分,由于其半徑不斷減小,氣流的切向速度不斷增加,粉塵到達外壁的距離也不斷減小,除塵效果比圓筒體部分好。因此,在筒體總高度一定的情況下,适當增加錐筒體部分的高度,有利提高除塵效率,一般圓筒體部分的高度為其直徑的1.5倍,錐筒體高度為圓筒體直徑的2.5倍時,可獲得較為理想的除塵效率。
3、排氣管直徑和深度
  排風管的直徑和插入深度對旋風除塵器除塵效率影響較大。排風管直徑必須選擇一個合适的值,排風管直徑減小,可減小内旋流的旋轉範圍,粉塵不易從排風管排出,有利提高除塵效率,但同時出風口速度增加,阻力損失增大;若增大排風管直徑,雖阻力損失可明顯減小,但由于排風管與圓筒體管壁太近,易形成内、外旋流“短路”現象,使外旋流中部分未被清除的粉塵直接混入排風管中排出,從而降低除塵效率。一般認為排風管直徑為圓筒體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風管插入過淺,易造成進風口含塵氣流直接進入排風管,影響除塵效率;排風管插入深,易增加氣流與管壁的摩擦面,使其阻力損失增大,同時,使排風管與錐筒體底部距離縮短,增加灰塵二次返混排出的機會。排風管插入深度一般以略低于進風口底部的位置為宜。
二、從處理的粉塵性質來考慮對旋風除塵器效率的影響
  氣體的含濕量、密度、黏度、壓力、溫度等對旋風除塵器的性能均有一定的影響。
  (1)氣體的含濕量增大可以使分散度高、黏着性小的粉塵凝集為較大的顆粒,提高旋風除塵器的除塵效率。
  (2)氣體的密度越大,旋風除塵器效率越低,但是下降的幅度較小,尤其對于固體粉塵顆粒,可以忽略氣體密度對旋風除塵器除塵效率的影響。
  (3)氣體的溫度升高,旋風除塵器壓力損失減小。
  (4)氣體的黏度增加,旋風除塵器的除塵效率随之下降。
四、旋風除塵器出風口形式對除塵效率的影響
  旋風除塵器排氣管常見的型式有下端收縮式和直筒式兩種。下端收縮式可以用來分離較細粉塵。排氣管直徑越小,旋風除塵器的除塵效率越高,但是壓力損失越大;反之,除塵器的效率越低。
  由于氣體在排氣管内劇烈地旋轉,将排氣管末端制成蝸殼形狀可以減少能量損耗。另外,應控制排氣管與筒徑的尺寸比例在一定的範圍内。
  經我公司多年研制開發了一種新型的旋風除塵器排氣口型式,對處理≥10um的粉塵具有了更高的除塵效率,而且壓力損失很低,歡迎來電來人垂詢合作。

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