旋风分离器前期设计知识
旋风分离器设计方案
旋风分离器设计方案用户：特瑞斯信力（常州）燃气设备有限公司型号： XC24A-31 任务书编号： SR11014 工作令： SWA11298 图号： SW03-020-00编制：日期：本设计中旋风分离器属于中压容器，应以安全为前提，综合考虑质量保证的各个环节，尽可能做到经济合理，可靠的密封性，足够的安全寿命。
设计标准如下：a. TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》b. GB150-1998《钢制压力容器》c. HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》d. JB4712.2-2007《容器支座》2、旋风分离器结构与原理旋风分离器结构简单、造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般主要应用于需要高效除去固、液颗粒的场合，不论颗粒尺寸大小都可以应用，适用于各种燃气及其他非腐蚀性气体。
说明：旋风分离器的总体结构主要由：进料布气室、旋风分离组件、排气室、集污室和进出口接管及人孔等部分组成。
旋风分离器的核心部件是旋风分离组件，它由多根旋风分离管呈叠加布置组装而成。
旋风管是一个利用离心原理的2英寸管状物。
待过滤的燃气从进气口进入，在管内形成旋流，由于固、液颗粒和燃气的密度差异，在离心力的作用下分离、清洁燃气从上导管溜走，固体颗粒从下导管落入分离器底部，从排污口排走。
由于旋风除尘过滤器的工作原理，决定了它的结构型式是立式的。
常用在有大量杂物或有大量液滴出现的场合。
其设计的主要步骤如下：①根据介质特性，选择合适的壳体材料、接管、法兰等部件材料；②设计参数的确定；③根据用户提供的设计条件及参数，根据GB150公式，预设壳体壁厚；④从连接的密封性、强度等出发，按标准选用法兰、垫片及紧固件；⑤使用化工设备中心站开发的正版软件，SW6校核设备强度，确定壳体厚度及接管壁厚；⑥焊接接头型式的选择；⑦根据以上的容器设计计算，画出设计总设备图及零件图。
4、材料的选择①筒体与封头的材料选择：天然气最主要的成分是甲烷，经过处理的天然气具有无腐蚀性，因此可选用一般的钢材。
旋风集尘器分离器的原理及设计参数
旋风集尘器分离器的原理及设计参数本帖最后由 bombcat 于 2010-11-4 12:22 编辑看了很多木有们DIY的旋风分离器，真是八仙过海各显神通，做出来的尺寸、比例也是五花八门。
在翻阅了论坛上关于旋风集尘器的帖子之后，感觉多数木有的DIY主要还是以模仿为主，似乎缺少那么点理论依据，于是我查阅了一些技术资料。
看过之后感觉在工业上要比较准确地分析和设计一个旋风分离器还是很复杂的，需要考虑风压、流速、粉料粒径、密度、粘度、桶壁光滑程度等诸多因素，这些对于我们收集木屑的用途来说过于复杂了，很多数据也是不可能掌握的，所以我本着避繁就简、简单实用的原则摘录一些资料，希望能对以后DIY旋风分离器的木友有所帮助。
工业上最常用的旋风式分离装置有两种形式：①旋风分离器：切向入口，本体为筒体+锥体型这种形式的旋风分离装置最常见，当然其入口、出口及灰斗处都有若干种变形可供选用，后面细说。
木有们DIY的旋风集尘器大多也是这个原理的，起码都是入风口在本体的切向，但DIY的集尘器本体就只是一个锥体，没有做成筒体+锥体形式的，可能是受国外那个成品旋风分离器DUST DEPUTY的影响吧。
绝大多数DIY这种造型分离器的木有都是采用花瓶作为锥体本体，比如=saga=f117whw做的这个：②旋风管：具有轴向导流叶片入口，本体为直筒型在木有DIY的集尘器中有类似这样旋风管结构的，比如xuelichina做的“大型旋风集尘器”以及岳阳楼用饮水机水桶改造的集尘器：这两位木有的集尘器虽然本体是直筒结构，但进风口还是采用与筒体切向，而不是标准旋风管那样从筒体顶盖处轴向进风。
从筒体顶盖轴向进风的好处是气流轴向对称，且因采用导流板，给进气流一定的向下的速度，使夹杂着灰尘的空气更快地向下运动，而不仅仅是靠重力。
先说说旋风式分离器的一些基本概念和原理吧。
按照第一张图所示，夹杂着尘粒的气体从进气口进入筒体后，沿筒内壁做向下的旋转运动，在这个过程中由于离心力的作用，气流内的尘粒被甩向桶壁，实现气体和固体的分离，尘粒在重力作用下沿桶壁旋转下降落入灰斗。
旋风分离器的设计
长气体停留时间，所以，细而长的器身有利于颗粒的离心沉降，使分离效率 提高。
B:减小上涡流的影响：含尘气体自进气管进入旋风分离器后，有一小部分气
体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时汇入上升 的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。上涡流中的颗粒也随之由排气管排 出，使旋风分离器的分离效率降低。采用带有旁路分离室或采用异形进气管 的旋风分离器，可以改善上涡流的影响。
XLP型：XLP型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口，其上沿 较器体顶盖稍低。含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。“旁室”结构 能迫使被上旋流带到顶部的细微尘粒聚结并由旁室进入向下旋转的主气流而 得以捕集，对5am以上的尘粒具有较高的分离效果。根据器体及旁路分离室 形状的不同，XLP型又分为A和B两种形式，其阻力系数值可取〜。
临界粒径de的颗粒d50= J D/Ui(ps—p)]二am
d/ d50=
查询图可知，n为 四台旋风分离器并联
△p=Epui72
取△p=1460Pa,E二，允许的最大气速：Ui=(2△p/Ep)
取de=6am N=5,进气口宽度hB=Vs/ Ui= D2/8 ,
D=
D=4B B=0 0414m
入口高度h=D/2=
d50= J D/Ui(Ps-p)]
对于同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器，无论大小，皆可通用同一条粒 级曲线。标准旋风分离器的np与d/d50的关系：
总效率no=2xinpi,Xi为进口处第i段颗粒占全部颗粒的质量分率。
②旋风分离器的压强降
压强降可表示为进口气体动能的倍数：△p=Epui2/2
E为阻力系数，对于同一型式及相同尺寸比例的旋风分离器，E为常数，标
旋风分离器的设计
旋风分离器的设计公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-旋风分离器的设计姓名：顾一苇班级：食工0801指导老师：刘茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量：900m3/h ；允许压强降：1460Pa旋风分离器类型：标准型（XLT型、XLP型、扩散式）含尘气体的参数：气体密度： kg/m3粘度：×10-5Pa·s颗粒密度：1200 kg/m3颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。
颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。
气固得以分离。
在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。
在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；固相沿内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。
对于直径在5um 以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计的标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：旋风分离器通常用于固体颗粒的分离，因此应选择适用于固体颗粒的耐磨、耐腐蚀的材料。
常见的材料有不锈钢、碳钢等。
2. 设计要求：旋风分离器应满足预期的分离效率和产量要求。
设计时需要根据进料流量、粒径、粒度分布等参数确定分离器的尺寸、结构和几何形状。
3. 几何形状和结构设计：旋风分离器通常采用圆柱形或锥形结构，以便使颗粒沉积和分离。
另外，还需考虑分离器的入口和出口形式，以及进出口的位置和尺寸。
4. 气体流动设计：旋风分离器中的气体流动是实现颗粒分离的关键。
设计时需要考虑气体流速、流量和压力等参数，以确保良好的分离效果。
5. 清灰系统设计：旋风分离器在使用过程中会产生较多的颗粒沉积，需要设计合适的清灰系统，以定期清理分离器内的积灰。
6. 运行安全：旋风分离器设备需要满足相应的运行安全要求，包括防爆、防震、防尘等方面的设计。
7. 操作和维护：旋风分离器设备应设计方便操作和维护，方便人员对设备进行清理、检修和更换零部件。
总的来说，旋风分离器设计标准需要综合考虑颗粒特性、分离要求、运行条件等因素，以确保分离器具有高效、稳定、安全、可靠的性能。
旋风分离器设计
旋风分离器设计旋风分离器设计中应该注意的问题旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。
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。
但人们还是对旋风分离器有一些误解。
主要是认为它效率不高。
还有一个误解就是认为所有的旋风分离器造出来都是一样的，那就是把一个直筒和一个锥筒组合起来，它就可以工作。
旋风分离器经常被当作粗分离器使用，比如被当做造价更高的布袋除尘器和湿式除尘器之前的预分离器。
事实上，需要对旋风分离器进行详细的计算和科学的设计，让它符合各种工艺条件的要求，从而获得最优的分离效率。
例如，当在设定的使用范围内，一个精心设计的旋风分离器可以达到超过99.9%的分离效率。
和布袋除尘器和湿式除尘器相比，旋风分离器有明显的优点。
比如，爆炸和着火始终威胁着布袋除尘器的使用，但旋风分离器要安全的多。
旋风分离器可以在1093 摄氏度和500 ATM的工艺条件下使用。
另外旋风分离器的维护费用很低，它没有布袋需要更换，也不会因为喷水而造成被收集粉尘的二次处理。
在实践中，旋风分离器可以在产品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做为污染控制的终端除尘器。
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。
基于这些作用，人们归纳总结出了很多公式指导旋风分离器的设计。
通常，这些公式对具有一致的空气动力学形状的大粒径尘粒应用的很好。
在最近的二十年中，高效的旋风分离器技术有了很大的发展。
这种技术可以对粒径小到5微米，比重小于1.0的粒子达到超过99%的分离效率。
这种高效旋风分离器的设计和使用很大程度上是由被处理气体和尘粒的特性以及旋风分离器的形状决定的。
同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
工艺过程中气体和尘粒的特性的变化也必须在收集过程中被考虑。
当然，使用过程中的维护也是不能忽略的。
1、进入旋风分离器的气体必须确保用于计算和设计的气体特性是从进入旋风分离器的气体中测量得到的，这包括它的密度，粘度，温度，压力，腐蚀性，和实际的气体流量。
旋风分离器结构及参数标定方案设计
一 设计条件 1 处理风量 2000、2600、3500、4000、5000米3/小时 2 含尘气体性质 温度：小于80℃ 含尘浓度:20--60g/m3
粉尘密度:2100kg/m3 粉尘粒度分布
粒级（μ） < 3 . 0 3.~12 1 2 ~ 2 6 2 6 ~ 3 9 > 3 9 质量分数 9 . 0 0 38.50 1 7 . 8 0 6 . 0 0 2 9 . 0 0 （%）
三 设计步骤
1 根据处理风量计算旋风分离器的规格
Q
Fi
Vi
其中：Fi为旋风分离器入口面积。
Fi=ab=c1c2D2, c1c2为常数.
Q 为处理风量
Vi 为入口风速，
可在14－22m/s之间选取．
２结构尺寸的计算，可根据不同的形式选取 各部分尺寸代号如图,比例关系见下表
s h H
标题栏
济南大学 材料科学与工程学院
16
指导教师
项目
8
设计
班级
名称
8
成绩
比例
日期
图号
8
20
20
20
20 20
20
20 20
主要参考书
1 水泥厂工艺设计手册（下） 2 机械设计手册 3 机械制图 4 化学工程手册（5）
其它事项
1 绘图仪器及图板： 以班级为单位到学校借用 2 图纸：个人购买 3 设计说明书：到教材科领用 4 时间安排：两周 5 成绩评定
（3） B’s/D 1.000 0.330 0.500 0.300 0.558 6.000 3.500 0.375
（4） L’s/D 1.000 0.583 0.375 0.200 0.860 6.000 3.500 0.688
旋风分离器的设计[1]1
![旋风分离器的设计[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/8692f7f59e314332396893e2.png)
旋风分离器的设计姓名：顾一苇班级：食工0801学号：2008309203499指导老师：刘茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量：900m3/h ；允许压强降：1460Pa旋风分离器类型：标准型（XLT型、XLP型、扩散式）含尘气体的参数：气体密度：1.1 kg/m3粘度：1.6×10-5Pa·s颗粒密度：1200 kg/m3颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。
颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。
气固得以分离。
在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。
在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；固相沿内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。
对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
外圆筒内圆筒锥形筒切向入口关风器(防止空气进入)含尘气体固相净化气体外螺旋内螺旋旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
第十二讲 旋风分离器的设计和非标设计方法
第十二讲旋风分离器的设计和非标设计方法旋风分离器是对流干燥系统的重要组成部分。
我们对此必须要足够地重视，有一些失败的对流干燥系统，不是干燥器设计不合理，而是旋风分离器设计或选用不合理。
在气流干燥和旋转闪蒸干燥系统中，有80～90%的产品是通过旋风分离器回收的，只有10～20%的产品是通过布袋除尘器回收的。
如果旋风分离器‘失灵’，大量的产品就‘拥挤’到布袋除尘器中，增加布袋除尘器的阻力，造成风机风压不够，以致干燥系统‘瘫痪’。
在喷雾干燥系统中，对于喷雾干燥塔底部作为主要回收产品的系统来说，也有将近30%的产品要通过旋风分离器回收；对于喷雾干燥塔底部不收集产品的系统（如中药浸膏喷雾干燥系统），就有全部或85%以上的产品要通过旋风分离器收集。
对于振动流化床干燥系统和转筒干燥系统也有5～10%的细微颗粒要通过旋风分离器回收。
一、旋风分离器的结构和工作原理：（一）、旋风分离器的结构：一般来说，旋风分离器由进风管，直筒，锥形筒，排灰管，锁风阀和排风管组成(见图1)。
（二）、工作原理：当含尘气流以14～22m/s速度由进风管进入旋风分离器时，气流将由直线运动变为圆周运动。
旋转气流的绝大部分沿直圆筒的内壁呈螺旋形向下，朝锥形筒体运动。
通常称此气流为‘外旋气流’。
含尘气流在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的尘粒甩向筒内壁。
尘粒一旦与筒壁接触，便失去惯性力，而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。
旋转下降的外旋气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。
根据‘旋转矩’不变原理，其切向速度不断提高。
当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风分离器中部，由下反转而上，继续作螺旋运动，即为‘内旋气流’。
最后净化气体经排风内管排出器外,一部分未被捕获的尘粒也由此随排风排出旋风分离器。
自进气管流入的另一小部分气体，则向旋风分离器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动。
当到达排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流（内旋气流）一同从排气管排出。
旋风分离器的设计
旋风分离器的设计姓名：顾一苇班级：食工0801学号：29指导老师：刘茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量：900m3/h ；允许压强降：1460Pa旋风分离器类型：标准型（XLT型、XLP型、扩散式）含尘气体的参数：➢气体密度：1.1 kg/m3➢粘度：1.6×10-5Pa·s➢颗粒密度：1200 kg/m3➢颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：➢含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。
➢颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。
气固得以分离。
➢在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。
➢在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；➢固相沿内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作范围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。
对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
➢旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
①分离性能分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸：临界粒径dc及分离效率η表示。
旋风分离器安全操作规程
旋风分离器安全操作规程背景旋风分离器是常用的粉体物料分离器，广泛应用于化工、食品、医药等领域。
旋风分离器的操作过程需要注意安全，因为粉尘和静电可能会引起火灾、爆炸等危险。
为了保障工作人员和现场安全，制定本规程以规范旋风分离器的操作。
操作规程1. 前期准备1.1 对比工艺设计，确认旋风分离器的工作参数，包括管道尺寸、风机风量、排出口、清洁周期等。
1.2 安排专业技术人员负责旋风分离器的安装和维护工作。
1.3 在安装前，清洁设备，防止设备内残留上一次工作的粉尘还在设备内。
2. 操作流程2.1 操作前，员工需要审批安全技术措施计划，并传达安全警示。
2.2 开启电源之前，检查各个连接管和风机等设备的螺丝，确认牢固，没有松动。
2.3 开启旋风分离器之前，检查是否有安全帽、口罩、手套等防护用品，确认无异味（异味表示防护用品被污染，需更换）。
2.4 开始启动设备之后，需要等待设备空气运作平稳，放入物料后才能进行正式的分离。
2.5 在分离过程中，要保持旋风分离器与其他设备的顺畅沟通，检查进料管道，出料管道和回收管道的畅通。
2.6 操作人员应禁止在旋风分离器旁吸烟，禁止任何形式的易燃易爆物品进入操作区域。
3. 安全措施3.1 操作人员必须进行定期的培训和安全意识培养，了解并遵守本规程。
3.2 如果发现旋风分离器出现异常，应立即停机，排除故障后再重新启动。
3.3 经常性地清理旋风分离器的内部，防止粉尘聚积，增加静电危险。
3.4 操作人员应严格遵守公司有关生产车间或类似场所的管理制度，使用安全设备，如安全帽、防护眼镜等。
3.5 操作人员应注意防火，防止出现静电危险，避免设备因静电引燃。
总结为了保证操作人员和设备的安全，旋风分离器的安装和使用需要严格制定操作规程和安全措施。
上述规程和措施只是基础，安全意识和安全管理精神是最重要的保障。
我们应该加强安全教育，增强安全文化，不断提升产品质量，形成厂与用户共同关注安全的理念。
旋风分离器设计
《化工设备机械基础》课程设计旋风分离器设计系部：专业：姓名：学号：指导教师：时间：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。
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。
编辑本段应用范围及特点。
旋风除尘器适用于净化大于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，旋风除尘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。
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）。
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。
旋风分离器设计
准备旋风分离器的设计规范4.旋风分离器的三个视图的图纸5.时间安排：2周6.提交材料包括纸质和电子版本。
设计条件：风量：900 m3 / h；允许压降：1460 Pa。
旋风分离器类型：标准型（XLT型，XLP型，扩散型）：8.3气体密度：1.1 kg / m3×8.3粘度：1.6×10-5pa·s3颗粒密度：1200 kg / m383粒径：6μM。
旋风分离器的结构和工作原理：﹣8 ﹣3烟气从圆筒的上矩形切线入口进入，并沿圆筒的内壁旋转。
8.3粒子的离心力更大，被抛到外层，气流进入内层。
气体和固体可以分离。
8.3在圆锥形部分中，旋转半径减小，而切向速度增加，并且气流和颗粒以向下螺旋运动运动。
在锥体的底部附近，气流转向向上旋转，最后从上出口管排出。
固相8：3沿着内壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理高粘度，高水分含量和高腐蚀性的粉尘。
气体量的波动对除尘效果和设备阻力有很大影响。
旋风分离器具有结构简单，成本低，没有活动部件，操作范围广，不受温度和压力的限制以及分离效率高的优点。
它通常用于去除直径大于5um 的灰尘颗粒，并且还可以分离雾气。
对于直径小于5um的粉尘，旋风分离器的效率不高，因此应使用袋式除尘器或湿法。
它的最大缺点是阻力大，不易磨损。
在满足气体处理能力的前提下，外部螺旋内螺旋内旋风分离器的性能参数，以防止空气进入载有粉尘的气体固相净化气体，评估旋风分离器性能的主要指标是粉尘颗粒的分离性能和除尘性能。
通过旋风分离器的气体的压降。
①分离性能分离性能通常用理论上可以完全分离的最小粒径表示：临界粒径DC和分离效率η。
A：临界粒径DC：是指可以通过旋风分离器100％去除的最小粒径。
假定颗粒与气流之间的相对运动是层流；分离器中颗粒的切线速度是恒定的，等于进口处的气体速度U I。
颗粒沉降的最大距离为入口的宽度b，得出临界粒径DC的估算公式：DC =（9μB /πneρSUI）1/2旋风分离器入口管的宽度b ，标准类型B = D / 4；NE：气流的有效转数，一般为0.5-3，标准型为3-5，通常取为5；U I进气速度（M / s）；μ：气体粘度；ρs：固相D C的密度较小，分离效率较高。
旋风分离器的结构和设计原理
旋风分离器的结构和设计原理
旋风分离器是一种常见的粉尘分离设备，它主要通过旋转气流来分离固体颗粒与气体的混合物。
下面我们将介绍旋风分离器的结构和设计原理。
1. 结构：
旋风分离器主要由以下几个组成部分构成：
- 进料管：用于将固体颗粒与气体混合物引入分离器。
- 锥形管道：连接进料管与分离室，它的作用是改变气流的流
速和流向，使之形成旋转气流。
- 分离室：在锥形管道的下方，形成一个大的圆筒状空间，用
于分离固体颗粒与气体。
- 出料管：位于分离室底部，用于排出已分离的固体颗粒。
- 排气管：位于分离室的顶部，用于排出经过分离后的气体。
2. 设计原理：
旋风分离器的工作原理基于气流中固体颗粒与气体的质量差异以及旋转气流的作用。
具体分为以下几个步骤：
- 混合物进入旋风分离器后，沿着进料管进入锥形管道。
- 锥形管道内的气流被迫缩窄，并且因为流体的连续性原理，
流速增大。
随着气流径向加速，固体颗粒会受到离心力的作用，向外运动。
- 在锥形管道的底部，气流经过一个小孔进入分离室，形成一
个旋转的气流场。
由于离心力的作用，固体颗粒会靠近分离室的壁面，并逐渐下沉。
- 固体颗粒最终沉积在分离室的底部，通过出料管排出。
- 分离后的气体则沿着分离室顶部的排气管被排出旋风分离器。
通过这样的分离过程，旋风分离器可以实现对固体颗粒与气体的分离。
设计中，分离室的尺寸和形状以及气流的速度和旋转方式等因素会影响分离效果。
同时，不同的应用场景也需要根据具体要求进行设计和优化。
旋风分离器地设计说明
旋风分离器的设计：顾一苇班级：食工0801学号： 2008309203499指导老师：茹设计成绩：华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排：2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量：900m3/h ；允许压强降：1460Pa旋风分离器类型：标准型（XLT型、XLP型、扩散式）含尘气体的参数：➢气体密度：1.1 kg/m3➢粘度：1.6×10-5Pa·s➢颗粒密度：1200 kg/m3➢颗粒直径：6μm旋风分离器的结构和操作原理：➢含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒壁作旋转流动。
➢颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在层。
气固得以分离。
➢在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。
➢在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排出；➢固相沿壁落入灰斗。
旋风分离器不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。
旋风分离器结构简单，造价低廉，无运动部件，操作围广，不受温度、压力限制，分离效率高。
一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。
对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。
其最大缺点是阻力大、易磨损。
➢旋风分离器的性能参数在满足气体处理量的前提下，评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒的分离性能和气体经过旋风分离器的压强降。
①分离性能分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸：临界粒径dc及分离效率η表示。
旋风分离器(法兰)设计
化工设备机械过程考核2—旋风分离器—法兰设计法兰（Flange）又叫法兰盘或凸缘盘。
法兰是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。
法兰连接或法兰接头，是指由法兰、垫片及螺栓三者相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接，管道法兰系指管道装置中配管用的法兰，用在设备上系指设备的进出口法兰。
法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。
法兰间用衬垫密封。
法兰分螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。
法兰连接(flange，joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。
垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使连接严密不漏。
法兰连接是一种可拆连接。
按所连接的部件可分为容器法兰及管法；按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。
常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。
平焊法兰的刚性较差，适用于压力p≤4MPa的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。
法兰密封面的型式有三种：平面型密封面，适用于压力不高、介质无毒的场合；凹凸密封面，适用于压力稍高的场合；榫槽密封面，适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合。
按法兰形状分类可分为：圆形法兰和矩形法兰圆形法兰图矩形法兰图根据本组旋风分离器的工艺和机械设计要求，法兰具体设计如下：1、尺寸设计1）出气口法兰：圆形法兰外圆轮廓为300mm，表面粗糙度为12.5，法兰孔的直径为50mm，表面粗糙度为3.2，尺寸上偏差为+0.054,下偏差为0 。
2）进气口法兰：矩形法兰轮廓为300mm*250mm，表面粗糙度为12.5，法兰孔的直径为50mm，表面粗糙度为3.2，尺寸上偏差为+0.054,下偏差为0。
3）灰斗处法兰：圆形法兰外圆轮廓为250mm，表面粗糙度为12.5，法兰孔的直径为50mm，表面粗糙度为3.2，尺寸上偏差为+0.054,下偏差为0 。
2、材料设计法兰材料为45钢，锻造，考虑到法兰盘在连接两管的工作过程中，要承受螺钉连紧时的压力，要有一定的韧性，因此选用锻件，尽可能使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。
旋风分离器设计标准
旋风分离器设计标准
旋风分离器是一种常用的气体固体分离设备，其设计标准通常包
括以下几个方面：
1. 设计流量：旋风分离器的设计流量应根据实际工艺需求合理
确定，通常以单位时间内通过旋风分离器的气体体积为基准。
2. 分离效率：分离效率是评价旋风分离器性能的重要指标，其
要求取决于固体粒径、分离效果等因素。
一般要求分离效率能够达到90%以上。
3. 净气损失：净气损失是指通过旋风分离器后所需继续处理的
气体量，通常要求尽量降低净气损失，以提高设备效率。
4. 设备尺寸和布置：旋风分离器的尺寸和布置应根据实际工艺
条件和现场空间限制进行设计，同时要考虑维护保养和操作的便利性。
5. 材料选择：旋风分离器经常接触各种气体和固体颗粒，因此
材料选择要考虑其耐腐蚀性、耐磨性等特性，通常选择不锈钢、玻璃
钢等耐腐蚀材料。
6. 安全措施：旋风分离器在设计过程中需要考虑安全性，采取
相应的安全措施，包括设置冲击波消声器、爆炸防护装置等，以防止
意外发生。
7. 安装维护：旋风分离器的设计还应考虑其安装和维护的便利性，方便操作人员进行日常维护和检修。
旋风分离器的设计标准应综合考虑流量、分离效率、尺寸布置、
材料选择、安全措施和安装维护等因素，以满足实际工艺需求并确保
设备的安全可靠运行。
旋风分离器的设计流程
旋风分离器的设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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气体流量。
分离颗粒大小。
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1 75th循环流化床旋风分离器优化改造(1)中心简直径与长度。
在保证分离效率不降低的条件下，把旋风分离器中心简直径由原来的1500 mm改成1200 mm中心筒长度由1925 mm改成1 835 mm。
缩短了中心筒长度，使压力损失减少。
在保证压降<2 000 Pa的前提下，采取缩小中心筒直径的方法来提高分离效率，即De／Do=0．375，在0．3～0．5的适宜范围内。
75 t／h循环流化床在炉膛出口设有2个旋风分离器。
旋风分离器切向进口截面为850×2 400mm2，内径3 200mm，出口直径1 500mm旋风分离器的圆形简体和气体的切向入口使气固混合物进入围绕旋风分离器的两个同心涡流，外部涡流向下。
内部涡流向上。
由于固体密度比烟气密度大，在离心力作用下，固体离开外部涡流移向壁面，再沿旋风分离器的壁面滑落，经返料器返回炉膛循环再燃，相对干净的气体通过内部涡流向上移动，由旋风分离器顶部的中心筒出口排出。
75 t／h循环流化床旋风分离器剖面图见图2。
影响旋风分离器分离特性的因素主要是旋风分离器的结构参数、粉尘的物理性质和分离器的运行参数，如切向进口风速、烟气温度、粒径、进口颗粒浓度、切向进口宽度和进口形式、中心筒长度和直径、固体的再夹带等。
由于旋流在中心筒与壁面之间运动，因此，中心筒的插入深度直接影响旋风分离器性能。
有研究表明，筒长度对分离效率的影响(见图3)是：中心简长度增加，分离效率提高，当中心筒长度大约是人口管高度的0．4～O．5倍时，分离效率最高，随后分离效率随着中心筒长度增加而降低。
因此，中心筒过短或过长都不利于分离，因为中心筒插入过深会缩短其与锥体底部的距离，增加二次夹带机会；而插入过浅，会造成正常旋流核心弯曲，甚至破坏，使其处于不稳定状态，同时也容易造成气体短路而降低分离效率。
另外，中心筒长度对压力损失也有影响(见图4)。
中心筒的压力损失主要是筒内摩擦损失，气体因同时进行旋转运动和直线运动需要消耗更多的能量，筒内气体静压能的损失转化为旋转时的动能。
中心筒过长、过短压力损失都会增加，而当中心筒长度为人口管高度的0．4～0．5倍时，压力损失最小，此时分离效率也最高。
一定范围内，中心简直径越小，中心筒部分所占体积减小，使分离器有效分离空间增大，可大大减少二次风夹带细粉颗粒的数量，使更多的细粉被分离出来，从而旋风分离器效率越高，但压力损失也越大。
当De／Do=0．3～0．5时，分离效率较高，压力损失较小，再缩小直径，分离效率增加不大，但压力损失会急剧上升。
3．2改造措施(1)中心简直径与长度。
在保证分离效率不降低的条件下，把旋风分离器中心简直径由原来的1 500 mm改成1 200 mm，中心筒长度由1 925 mm改成1 835 mm。
缩短了中心筒长度，使压力损失减少。
在保证压降<2 000 Pa的前提下，采取缩小中心筒直径的方法来提高分离效率，即De／Do=0．375，在0．3～0．5的适宜范围内。
2流化床旋风分离器系统优化设计与应用中的几个问题一般设计中旋风分离器的入口速度是根据工艺气量确定的。
根据旋风分离器的离心分离机理，描述分离性能的颗粒切割粒径dc50的计算公式为人口速度高，切向速度K大，颗粒受到的分离离心力大，分离效率高。
但当气流速度过高时，气流的湍流脉动加剧，颗粒的扩散能力增大，造成颗粒的弹跳、碰撞、分散，颗粒反混加剧，反而使分离效率下降，不利于颗粒的分离，因此分离效率不是随入口速度的提高而单调上升，效率与入口速度的关系曲线呈现驼峰状，存在～个最佳分离性能的入口速度区间。
如石油大学开发的广泛应用在催化裂化装置上的Pv型旋风分离器的入口速度K设计范围是22～24 m／s。
旋风分离器的入口浓度对入口速度的影响比较大。
旋风分离器的入口浓度根据工业用途变化很大，从每立方米几克到十几公斤不等。
虽然旋风分离器的人口位置一般在流化床的TDI-I(输送分离高度)以上，但入口浓度仍比较大。
如催化裂化装置再生器内旋风分离器的入口气流含尘浓度可高达每立方米几公斤以上。
旋风分离器入口浓度的变化可以引起压力降的变化，进而使入口速度发生变化。
在旋风分离器内的旋转气流运动中，一方面被分离的颗粒在外筒壁旋转下降时与壁面的摩擦而降低了速度，壁面附近气流的速度也减小；另一方面由于颗粒的存在，含尘气流的混合浓度远大于纯气体的密度，颗粒消耗气流的旋转能量使含尘气流的旋转速度下降，结果导致旋风分离器的压力降随着人口浓度的增加而下降。
但当入口浓度达到比较高时[如大于(1-2)kg／m3]，旋风分离器的压力降开始随着浓度的增加而增加。
旋风分离器压力降与人口浓度的关系曲线呈现勺形。
一般旋风分离器的压力降与人口速度的平方成比例，所以有压力降发生变化时，其入口速度(流量)也发生变化。
当这种因入口浓度引起的压力降变化比较大时，旋风分离器的入口气速(流量)的变化也会很大，人口速度偏离设计的工作区而导致分离效率下降。
在仅考虑浓度时，一般在入口浓度提高的条件下，颗粒之间的聚集、碰撞作用增强，颗粒自由活动的空间减小，小颗粒被大颗粒夹带和凝并，抑制了颗粒的扩散作用，有利于分离效率的提高，对细颗粒的作用尤其明显，旋风分离器的分离效率随入口浓度的增加而增加，但跑损颗粒的绝对量比低浓度时也增加了。
一般流化床反应器内旋风分离器的人口压力和出口压力是由工艺确定的，人口浓度由操作条件确定，因此在设计和应用上应考虑上述入口浓度变化对分离系统的影响。
3旋风分离器的入口压力和温度受试验条件的限制，旋风分离器分离性能的研究基本是在常温常压下进行的。
但旋风分离器有时是在高温、高压下运行的，这样需要将常温和常压的数据外推到高温、高压下的工况。
在其它条件不变，只有温度和压力变化时，可以认为在压力不变时，温度升高，旋风分离器的压力降减小。
虽然温度升高时气体粘性和颗粒的粘结性都迅速增加而使阻力增大，但这也导致湍流程度的降低，能量耗散下降，综合作用使温度升高、压力降减小；而在温度不变时，压力升高时气体密度升高，压力降增加，但压力降的增加与颗粒的密度升高相比则可忽略，实际上压力对气体粘度和颗粒密度影响很小。
另外由式(1)可以看出，颗粒切割粒径dc50与动力粘性系数的平方根成正比。
在其它条件不变的情况下，提高温度后气体粘度增加，气固两相间的分离阻力增大，阻碍了细微颗粒的分离，颗粒切割粒径dc5D增大。
此时若入口流速不变，则除尘效率和分级效率随温度的升高而降低，尤其是小于10um的细颗粒分级效率下降较明显。
气体的压力对dc50的影响是通过气体密度的变化而影响入口流速的。
但压力对气体动力粘度和颗粒密度的影响很小。
一般旋风分离器的人口速度是控制在一定范围内的，即使在高温高压状态仍然如此。
此外，气体的密度远小于颗粒密度，压力对除尘效率的影响仅限于因入口流速变化而使效率有所变化，通过调整入口流速可以消除压力的影响。
对比温度而言，压力对旋风分离器效率的影响较小。
3基于弹性分析的旋风分离器结构优化弹性分析是指在其他因素不变的情况下，只有一种因素发生变化时，对所定义的旋风分离器优化因子的影响程度，即在其他因素不变的情况下，某一因素变化百分之一，旋风分离器优化因子变化百分之几。
图2，5 m为颗粒时，De／D和q关系图。
可以看到对于工程最优设计，优化因子最大为设计最终目标，从而可以确定出De／D的最佳取值范围。
针对上述六种常见旋风分离器结构，对于不同粒径(5um，50u m，10O um)颗粒进行排气管结构优化计算。
计算结果表明，高效型和通用型优化后排气管直径大小De／D大约在0．7左右，而高产型旋风分离器的De／D大约在0．75左右。
从表1中可以得到，只有高产型旋风分离器的排气管直径大小基本达到了优化后的数据，故其综合性能评价较高。
其他类型旋风分离器排气管直径均不同程度的小于优化后数值。
由此，适当提高旋风分离器排气管直径大小一般可以得到比较高的综合性能评价。
4高效低阻旋风分离器的试验与开发在吸风负压状态下进行试验。
气体为常温常压下的空气。
入口气速变化范围为18～24m/s。
试验用的粉料为325目滑石粉，其中位粒径为10μm左右，密度为2876kg/m3。
选择一台PV型旋风分离器作基准，测定其在设计条件下的分离性能，然后，改变排气管直径和结构，调整分离空间的高度和排气管的插入深度等。
分别测定各改进结构在设计条件下的分离性能，并与基准PV型旋风分离器性能作比较，以期开发出性能更优的旋风分离器。
基准PV型旋风分离器的基本参数是：筒体直径D为450mm,入口截面比K A为5.5，芯管下口直径(=d r/D)为0.315，其结构简图如图1所示。
测定基准PV型旋风分离器的性能。
入口处含尘浓度为10g/m3。
(3)为增加粉料的再分离机会，适当地提高分离空间的高度，但不能过大。
试验中采用的分离空间高度 (H s/D)为2.5～4。
当分离空间高度过大(>3D)时，除尘效率反而稍有下降。
这是因为分离空间高度太大后，内旋流的尾端变得更不稳定，易出现摆尾现象，粉尘返混加剧。
试验结果如图3所示。
图3 分离空间高度对分离效率的影响5旋风分离器结构设计要点分析旋风分离器是根据气、困两相的离心力不同而进行相分离的设备，当含尘气流以12—25m／s的速度经进气管沿切向进入分离器后，气流将由直线运动变为圆周运动。
旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下，朝锥体流动，通常称此为外旋气流。
含尘气体在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的尘粒甩向器壁，部分尘粒由器壁反弹回主气流形成夹带，大部分尘粒靠向下的重力沿器壁下落，进入排灰管。
旋转下降的气流在到达锥体时，因圆锥形的收缩而向分离器中心靠拢，根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断升高。
当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风分离器中部由下反转向上，继续做螺旋形流动，通常称之为内旋气流。
最后净化气经排气管排出分离器外，一部分米被捕集的尘粒也由此逃失。
在分离空问内，一般将气流分为外侧下行流与内侧上行流两区域。
上、下行流的交界面形状大致与旋风分离器相似，在圆筒体部分，此分界面大致呈圆柱状，其半径要略大于排气管的半径。
最大上行轴向气速位于内旋流区，该点半径约为O．6r；旋风分离器内是强旋流，湍流度较大。
一般外旋流的湍流度大约在5％～10％，且不沿径向变化；内旋流的湍流度较大，且随半径的减小而增大，最大可达35％～40％。
排气管下口处及排尘口附近的湍流度要较中部稳流区为大。
尤其在排尘口附近，是整个流场中最紊乱的地方，细粉的返混是相当严重的。
湍流度的增大容易形成细粉的返混与扩散，对分离不利：静压的分布主要取决于切向速度，静压在近壁处最高。
沿径向向里．静压逐渐降低，内旋流区内降低得较快。