旋风除尘器(精)

旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在粉尘上的离心力，使粉尘从含尘气流中分离出来的设备。旋风除尘器的结构原理及优缺点

普通旋风除尘器的结构如图1所示，它是由进口、筒体、锥体、排出管(筒)4部分组成的。含尘气流由除尘器进口沿切线方向进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，这股从上向下旋转的气流称为外旋涡。外旋涡到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后从排出管排出。这股从下向上的气流称为旋涡。向下的外旋涡和向上的旋涡旋转方向是相同的。气流作旋转运动时，粉尘在离心力的作用下甩向外壁，到达外壁的粉尘在下旋气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。

图1

旋风除尘器

1—进口

2—筒体

3—锥体

4—排出管

旋风除尘器的优缺点

旋风除尘器的优点有：(1)结构简单，造价低；(2)除尘器中没有运动部件，维护保养方便；

(3)可耐400℃高温，如采用特殊的耐高温材料，还可以耐受更高的温度；(4)除尘器敷设耐磨衬后，可用以净化含高磨蚀性粉尘的烟气。其缺点是：(1)对捕集微细粉尘(小于5μm)和尘粒密度小的粉尘(如纤维性粉尘)除尘效率不高；(2)由于除尘效率随筒体直径的增加而降低，因而单个除尘器的处理风量受到一定限制。

影响旋风除尘器性能的主要因素

1．进口速度。旋风除尘器气流的旋转速度，是由进口速度造成的。增加进口速度，能

提高除尘器气流的旋转速度vt，使尘粒所受到的离心力(尘粒所受离心力，式中：m为尘粒质量，kg；vt为尘粒的旋转速度，可近似认为等于该点气流的旋转速度，m／s；r为旋转半径，m)增大，从而提高除尘效率，同时也增大了除尘器的处理风量。但进口速度不宜过大，过大会导致除尘器阻力急剧增加(除尘器阻力与进口速度的平方成正比)，耗电量增大，而且，当进口速度增大到一定限度后，除尘效率的增加就非常缓慢，甚至有所下降。这主要是由于除尘器部涡流加剧，破坏了正常的除尘过程造成的。因此，最适宜的进口速度一般应控制在12～20m／s之间。

2．筒体直径和高度。由离心力公式可知，在同样的旋转速度下，简体直径越小(简体直径减小，旋转半径也减小)，尘粒受到的离心力越大，除尘效率越高，但处理风量减小。目前常用的旋风除尘器，直径一般不超过800mm。风量较大时，可用几台除尘器并联运行或采用多管旋风除尘器。

增加简体高度，从直观上看可以增加气流在除尘器的旋转圈数，有利于尘粒的分离，使除尘效率提高。但筒体加高后，外旋下降的含尘气流和旋上升的洁净气流之间的紊流混合也要增加，从而使带人洁净气流的尘粒数量增多。故简体不宜太高，一般取筒体高度为2D(D 为筒体直径)左右。

3．锥体高度。在锥体部分，由于断面不断减小，尘粒到达外壁的距离也逐渐减小，气流的旋转速度不断增加，尘粒受到的离心力不断增大，这对尘粒的分离都是有利的。现代的高效旋风除尘器大都是长锥体就是这个原因。目前国的高效旋风除尘器，如ZT型和XCX型也都是采用长锥体，锥体高度为(2．8～2．85)D。

4．除尘器底部的严密性。旋风除尘器无论是在正压下还是在负压下运行，其底部(即排尘口)总是处于负压状态，如果除尘器底部不严密，从外部渗入的空气就会把正在落人灰斗的一部分粉尘带出除尘器，使除尘效率显著下降。所以如何在不漏风的情况下进行正常排尘，是旋风除尘器运行中必须重视的一个问题。

在收尘量不大时，可在除尘器底部设固定灰斗定期排尘；在收尘量较大，要求连续排尘时，可采用锁气器，常用的锁气器有翻板式、压板式和回转式几种。

5．粉尘的性质。尘粒密度越大，粒径越大，离心力越大，除尘效率也就越高。因而旋风除尘器一般不适用于处理细微的纤维性粉尘。对非纤维性粉尘，粒径太小时，效率也不高。用于处理粒径大、密度大的矿物性粉尘效果好。

几种常用的旋风除尘器

旋风除尘器的发展虽然经历了一百多年的历史，但到目前为止，其结构形式方面的研究工作一直都在继续进行，因而出现了许多结构形式，下面介绍常用的几种。

1．多管旋风除尘器。如前所述，旋风除尘器的效率是随着简体直径的减小而增加的，但直径减小，处理风量也减小。当要求处理风量较大时，如将几台旋风除尘器并联起来使用，占地面积太大，管理也不方便，因此就产生了多管组合的结构形式。多管除尘器是把许多小直径(100～250mm)的旋风子并联组合在一个箱体，合用一个进气口、排气口和灰斗。为使风

量分配均匀，进气和排气空间用一倾斜隔板分开，如图2所示。为了使除尘器结构紧凑，含尘气体由轴向经螺旋导流叶片进入旋风子，并依靠螺旋导流叶片的作用作旋转运动。

图2

多管旋风除尘器

1—旋风子

2—导流叶片

3—灰斗

4—钡斜隔板

多管旋风除尘器通常要并联多个(有时达100个以上)旋风子。由于在一个共同的箱体设有很多个旋风子，所以保证气流均匀地分布到各个旋风子是一个必须重视的问题。如果各个旋风子之间风量分配不均匀，各个旋风子下灰口的负压就不相同，便会造成各个旋风子之间通过共用灰斗产生气流相互串通，即所谓串流现象。这时，有的旋风子会从下部进风，如同除尘器底部漏风一样，使除尘器效率显著下降。因此，通常要求各个旋风子的尺寸和阻力相同，特别要求下灰口的负压相同。为了防止串流，可在灰斗中设隔板，沿垂直气流方向每隔6排旋风子设1块，或单独设置灰斗。为了避免旋风子发生堵塞，多管旋风除尘器不宜处理黏性大的粉尘。

2．旁路旋风除尘器。对旋风除尘器的流场测定表明，在旋风除尘器除了主旋转气流(见图1)外，在除尘器整个高度上还存在两个旋涡，一个是处于顶盖附近一直到排出管下端的上旋涡，另一个是处于圆锥部分的下旋涡(见图3)。上旋涡使部分细粉尘聚集在顶盖部分，形成上灰环。上灰环沿筒壁向上旋转，到达顶部后，转而向下，沿着排出管外壁到达排出管下端，在从下向上的旋气流(旋涡)带动下从排出管排出。上旋涡使一部分未经分离的细粉尘被带出除尘器，导致除尘效率降低。

图3

旁路旋风除尘器

1一含尘空气进口

2一分离口1

3一旁路分离室

4—分离口2

5—回风口

6—上旋涡(上灰环)

7—下旋涡

为了消除上旋涡所造成的不利影响，可以在圆筒体上设置与锥体部分相通的旁路分离室。这时，上旋涡在圆锥下部负压的作用下，便携带着细粉尘从设置在顶盖附近的分离口进入旁路，沿旁路分离室流至回风口5进入筒体下部与下旋涡汇合，而粉尘则从气流中分离出来落人灰斗。在旁路分离室中部设有分离口2，一部分下旋气流带着较粗粉尘由此口进入分离室，回到除尘器底部。为了使上旋涡形成更明显，除尘器顶盖要比进口管高出一定距离。

对几种旁路旋风除尘器试验的结果表明，增设旁路分离室后，除尘效率明显提高，说明旁路分离室在消除上灰环的有害作用方面确实发挥了作用。

3．直流式旋风除尘器。前面介绍的旋风除尘器都是回流式的，在这种除尘器中，部分已经分离出来的粉尘有可能被上升的旋气流带走，从而使除尘效率降低。为解决这个问题，产生了直流式旋风除尘器。在这种除尘器中，绕轴旋转的气流只朝一个方向作轴向运动。直流式旋风除尘器的结构包括四部分(见图4)：