旋风分离器的工艺计算

旋风分离器的工艺计算

目录

一.前言 (3)

1.1应用范围及特点 (3)

1.2分离原理 (3)

1.3分离方法 (4)

1.4性能指标 (4)

二.旋风分离器的工艺计算 (4)

2.1旋风分离器直径的计算 (5)

2.2由已知求出的直径做验算 (5)

2.2.1计算气体流速 (5)

2.2.2计算旋风分离器的压力损失 (5)

2.2.3旋风分离器的工作范围 (6)

2.3进出气管径计算 (6)

三.旋风分离器的性能参数 (6)

3.1分离性能 (6)

3.1.1临界粒径d pc (7)

3.1.2分离效率 (8)

3.2旋风分离器的压强降 (8)

四.旋风分离器的形状设计 (9)

五．入口管道设计 (10)

六.尘粒排出设计 (10)

七.算例（以天然气作为需要分离气体） (11)

7.1工作原理 (11)

7.2基本计算公式 (12)

7.3算例 (13)

八.影响旋风分离器效率的因素 (15)

8.1气体进口速度 (15)

8.2气液密度差 (15)

8.3旋转半径 (15)

参考文献 (15)

旋风分离器的工艺计算

摘要：分离器已经使用十分广泛无论在家庭生活中还是工业生产，而且种类繁多每种都有各自的优缺点。现阶段旋风分离器运用比较广泛，它的性能的好坏主要决定于旋风分离器性能的强弱。这篇文章主要是讨论旋风分离器工艺计算。旋风分离器是利用离心力作用净制气体,主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，以达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。在本篇文章中，主要是对旋风分离器进行工艺计算。

关键字：旋风分离器、工艺计算

一.前言

旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。旋风分离器结构简单，没有转动部分制造方便、分离效率高，并可用于高温含尘气体的分离，而得到广泛运用。

旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。

通常，气体入口设计分三种形式：

a) 上部进气

b) 中部进气

c) 下部进气

对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300µm或500µm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。

1.1应用范围及特点

旋风分离器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80~160毫米水柱）的净化设备，旋风分离器在净化设备中应用得最为广泛。改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。

1.2分离原理

旋风分离器的分离原理有两种：

一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）。

二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。

1.3分离方法

旋风分离器的分离方法有：

1、重力沉降：由于气体与液体的密度不同，液体在与气体一起流动时，液体会受到

重力的作用，产生一个向下的速度，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是说

液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过

排放管排出。

2、折流分离：由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到

阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体

附着在阻挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放管排出。

3、离心力分离：由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起旋转流动时，液

体受到的离心力大于气体，所以液体有离心分离的倾向，液体附着在分离壁面上

由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放管排出。

4、丝网分离：由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，如果

必须通过丝网，就象过筛一样，气体通过了，而液体被拦截而留在丝网上，并在

重力的作用下下流至分离器底部排出。

5、超滤分离：由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，如果

必须通过微孔过滤，就象过筛一样，气体通过了，而液体被拦截而留在微孔过滤

器上，并在重力的作用下下流至分离器底部排出。

6、填料分离：由于气体与液体的密度不同，液体与气体混合一起流动时，如果遇到

阻挡，气体会折流而走，而液体由于惯性，继续有一个向前的速度，向前的液体

附着在阻挡填料表面上由于重力的作用向下汇集到一起，通过排放管排出。

1.4性能指标

（1）分离精度

旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的

固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离

效率为97%。

（2）压力降

正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。

（3）设计使用寿命

旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。

二.旋风分离器的工艺计算

关于液滴在旋风分离器内的运动的严密理论尚未建立，因而在计算时常利用基于试验研究所得的经验公式。