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影响旋风除尘器分离效率的诸多因素

  在各种除尘系统的预除尘和气固分离中,旋风除尘器是比较常用的设备之一,但往往由于除尘选型设计不合理,导至除尘分离效率不理想,影响用户正常生产。下面我们讨论一下影响旋风除尘器效率的诸多因素。
一、从旋风除尘器结构考虑影响除尘器效果的因素
  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。
1、旋风除尘器进气口设计
  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,有利于粉尘的分离。
  气体旋转切向速度(可视同入口气速) 是个关键参数,气体旋转切向速度越大,处理气量可增大,最重要的是颗粒受离心力大,易甩向外筒内壁被分离捕集下来。但气体旋转切向速度过大则有三个不利因素:
  1.气体湍流及甩到边壁的颗粒因切向速度太大发生碰撞弹跳被重新扬起,返回气相而形成返混现象;
  2.使径向气速加大,上行轴向气速也加大,颗粒停留时间缩短,灰斗返气夹带变多;
  3.压力降增大。
   1和2严重时,会明显降低分离效率。气体旋转切向速度在12~26m/s较为适宜。
2、旋风除尘器圆筒体直径和高度
  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。
  气体的平均旋转半径,越小,颗粒受的离心力越大,即离心沉降速度越大; 旋风分离器外筒直径越小, 颗粒直径也越小,即更细小的颗粒都能分离捕集下来。
  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。
  处理气量较大时,首选多个旋风分离器并联而非单个大型旋风分离器,一般旋风分离器(外筒) 直径不大于2 m ,当然也不能太小。
  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。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜,锥筒体部分,由于其半径不断减小,气流的切向速度不断增加,粉尘到达外壁的距离也不断减小,除尘效果比圆筒体部分好。因此,在筒体总高度一定的情况下,适当增加锥筒体部分的高度,有利提高除尘效率,一般圆筒体部分的高度为其直径的1.5倍,锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时,可获得较为理想的除尘效率。
3、排气管直径和深度
  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。一般认为排风管直径为圆筒体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅,易造成进风口含尘气流直接进入排风管,影响除尘效率;排风管插入深,易增加气流与管壁的摩擦面,使其阻力损失增大,同时,使排风管与锥筒体底部距离缩短,增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风口底部的位置为宜。
二、从处理的粉尘性质来考虑对旋风除尘器效率的影响
  气体的含湿量、密度、黏度、压力、温度等对旋风除尘器的性能均有一定的影响。
  (1)气体的含湿量增大可以使分散度高、黏着性小的粉尘凝集为较大的颗粒,提高旋风除尘器的除尘效率。
  (2)气体的密度越大,旋风除尘器效率越低,但是下降的幅度较小,尤其对于固体粉尘颗粒,可以忽略气体密度对旋风除尘器除尘效率的影响。
  (3)气体的温度升高,旋风除尘器压力损失减小。
  (4)气体的黏度增加,旋风除尘器的除尘效率随之下降。
四、旋风除尘器出风口形式对除尘效率的影响
  旋风除尘器排气管常见的型式有下端收缩式和直筒式两种。下端收缩式可以用来分离较细粉尘。排气管直径越小,旋风除尘器的除尘效率越高,但是压力损失越大;反之,除尘器的效率越低。
  由于气体在排气管内剧烈地旋转,将排气管末端制成蜗壳形状可以减少能量损耗。另外,应控制排气管与筒径的尺寸比例在一定的范围内。
  经我公司多年研制开发了一种新型的旋风除尘器排气口型式,对处理≥10um的粉尘具有了更高的除尘效率,而且压力损失很低,欢迎来电来人垂询合作。

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