旋风除尘器选型

Vt2 900 Ft = r = 0 . 1 ≈ 900 重力 g 9 .8
离心力远远大于重力,故重力可忽略.
半分离直径的求法: 半分离直径的求法:
1. 拉波尔经验表达式 : 适用于切线,螺旋, . 拉波尔经验表达式: 蜗壳式入口旋风器. 1 gHB 2 2 d c 50 = ρ Qθ p L2 L1 + 2 = π (2L + L ) θ = 2πN = 1 2
2.入口尺寸(圆形和矩形) 入口尺寸(圆形和矩形)
为减小颗粒的入射角,一般采用矩形(长H, 宽B,面积A,) A HB
k = D
2
=
D2
类型系数k一般取0.07-0.3,蜗壳型入口的k 较大,D较小,处理气量Q大,H/B为2-4.
3.排气管:多为圆形,且与筒体同心,一般 排气管:
d=(0.4-0.6)D0. 深度h:切线式h小,则压损小,但效率降低. 经验取h≈)De或稍低于入口管底部.
H H
H,B——气流入口的宽度与高度; L1,L2——圆筒与圆锥的高度.
临界粒径dcp 临界粒径d
根据假想圆筒理论求取 由 ft=fd 得:
d cp
18Vr y 0 = 2 ρ 0V0t
1 2
r0——假想圆柱面半径 当处理气量为Q(m3/s)时,则 代入上式得: 1 9 Q 2 d cp = 2 πLi ρ pVθ
四,旋风除尘器的设计
步骤: 步骤: 尺寸比例确定; 旋风除尘器的压力降; 效率.
(一)尺寸比例 1 . 筒体直径 D:D愈小,愈能分离细小颗粒, 筒体直径D 但过小易引起堵塞. 2 Vr < 500 m / s 为此,有人用 r 作为限制指标.D:150-200mm～800-1100mm 若处理气量大,可并联使用或采用多管式旋 风器.
一,工作原理
1.除尘器内气流与尘粒的运动 .
气流从宏观上看可归结为三个运动:外 涡旋,内涡旋,上涡旋.
内
上
外
含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后,沿器 壁由上而下作旋转运动,这股旋转向下的气流称 为 外涡旋 ( 外涡流 ),外涡旋到达锥体底部 外涡旋( 转而沿轴心向上旋转,最后经排出管排出.这股 向上旋转的气流称为 内涡旋 ( 内涡流 ) . 外 内涡旋(内涡流) 涡旋和内涡旋的旋转方向相同,含尘气流作旋转 运动时,尘粒在惯性离心力推动下移向外壁,到 达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落 入灰斗. 气流从除尘器顶部向下高速旋转时,顶部压力下 降,一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上, 到达顶部后,在沿排出管旋转向下,从排出管排 出.这股旋转向上的气流称为上涡旋.
Q = 2πri LiVr
2.阻力: P 阻力:
= ξ
V
2 2
ρ
2g
ξ——阻力系数 缺乏实验数据时,可用下式表示: KA D ρ = 2 d pp L + H
Tn P P = Pn TP n K——常数,等于20—40; A——进口面积,a×b; L——筒体长度; H——锥体长度; dpp——排出管直径.
�
切流返转式旋风除尘器:常用的型式为直入式 和螺壳式.含尘气体由筒体沿侧面沿切线方向 导入. 轴流式旋转除尘器:轴流直流式和轴流反旋式.
2 . 按结构形式分 :圆筒体,长锥体,旁通
式,扩散式.
(二)旋风除尘器的选型
旋风除尘器的选型一般选用计算法和经验法.
计算法:①由入口浓度c0,出口浓度ce(或排 计算法:
n +1
Fra Baidu bibliotek
n = 1 [1 0.67 D 0.14 ] T 283 D——旋风器的直径 2.由 η 与 d p d 的关系图查取 50 3. η总 = ∑ Riη di
0.33
1.工作条件 . 1)进口速度 I,VI增大,则切向速度Vθ增大,dcp减小,效 )进口速度V
f d = 3π V r d p
(Rep≤1时)
在交界面上尘粒有三种情况: 在交界面上尘粒有三种情况:
①ft>fd 移向外壁 ②fd>ft 移向内壁 ③ft=fd 进去50%,出来50%,即除 尘效率为50%. 一般而言:dp(100%)≈2-3dp(50%)
为什麽忽略了粉尘的质量呢?因为重力 2 等于mg,离心力 Vt Ft = m y 设Vt=30m/s,r=0.1m,
放标准)计算除尘效率η; ②选结构型式; ③根据选用的除尘器的分级效率ηd(分级 η 效率曲线)和净化粉尘的粒径频度分布f0,计 算ηT,若ηT>η,即满足要求,否则按要求重新计 算. ④确定型号规格 ⑤计算压力损失.
经验法:①计算所要求的除尘效率η; 经验法:
②选定除尘器的结构型式; ③根据选用的除尘器的η—Vi实验曲 线,确定入口风速Vi; ④根据气量Q,入口风速Vi计算进口 面积A; ⑤由旋风器的类型系数 k = A 2 D 求除尘器筒体直径D,然后便从手册中查 到所需的型号规格.
B. 径向速度Vr: 径向速度Vr: Vr
假设内外涡旋的交界面是圆柱面,外涡 旋均匀通过该柱面进入内涡旋,那麽认 为气流通过此圆柱面时的平均速度就是 外涡旋气流的平均径向速度Vr.
Q——处理气体量; F——假想圆柱面 表面积.
二,临界粒径与压降
1.半分离直径cut diameter 分级效率为50%的粉尘粒径为半分离直 半分离直 径或切割直径d 径或切割直径dc50. 临界粒径dcp愈小,除尘效率愈高. 2.除尘器内的压力 降pressure drop 除尘器内的压力
ξ的求法: 1)Shepherd—Lapple式,
BH ξ =k Da
2)Louis—Thodore式,
HB D ξ = 7.38 2 kDe L1
1 3 1 3
D L 2
(二)捕集效率
1.经验式:水田木村典夫 1
dp η d = 1 exp 0.693 d c 50
(四)影响效率的因素
率增大.但不能过大,过大会影响气流运动的方向(剧烈, 方向混乱),破坏了正常的涡流运动,另外阻力会加大,故 常选用V2=12—25m/s.
2)除尘器的结构尺寸 )
一般而言,直径越小,Ft越大,则效率越小,过小易逃逸. 出口管直径减小,则r0减小,减少了内涡旋,则效率增大. 但dpp减小阻力会增大,故不能太小. 筒体长度增大,则效率增大,但过大阻力会增大,所以,筒 体长度不大于5倍筒体直径.另外,希望锥体长度大一点, 这样会使切向速度大和距器壁短. 旋风器斜放对效率影响不大.
3.分离器的气密性
漏风率:0% , 5% , 15% η: 90%, 50%, 0 要求保证旋风器的严密性. 旋风器一般:①用于粒子较大(>10m) 的场合; ②除尘效率不太高; ③浓度较高时作为初级处理; ④可串联使用.
三,旋风除尘器的分类及选型
(一)旋风除尘器的分类
1.按气体流动状况分: 按气体流动状况分:
外 筒 壁
2.气流的速度
a.切向速度Vt 切向速度Vt
外涡旋 外涡旋:Vt随半径r的减小而增大,在内外涡旋 的 交 界 面 上 Vt 最 大 , 交 界 面 半 径 r0≈(0.66～ 0.65)rp,rp为排出管半径. 内涡旋:Vt随半径r的减小而减小. 内涡旋: Vt r n = 常数 某一断面上的切向速度分布规律为: 外旋:n=0.5,有 Vt r 2 = c 内旋:n=-1, 有 Vt / r = ω — —常数 内外交界面:n=0,有Vt=常数,最大,对应直 径为Di,Di=(0.6～1.0)De(排气管直径).
2.流体性质
对于气体而言,增大对除尘不利,dcp增 大,效率减小.温度增大,则增大,温 度高或增大都会使效率减小. 粉尘粒径与密度:离心力跟粒径的三次 方成正比,向心力跟粒径的一次方成正 比.综合来说,dp增大则效率增大,又 1 因为 2
d c 50 ∝ 1 ρp
所以,ρp小,难分离 ,影响捕集效率.
2.气流的速度 为方便,常把内外旋流气体的运动分解 为三个速度分量:切向速度Vθ,径向速 度Vr,轴向速度Vz. 1)切向速度 切向速度是决定气流合速度大小的主要 速度分量,也是决定气流质点离心力和 颗粒捕集效率的主要因素.
气
切向速度的分布
中 心
流
Di De
速 度 分 布
外涡旋 Di 内涡旋 D
4.筒体L1 \锥体L2: 筒体L 锥体L
L1=(1.4-2.0)D L2=(2.0-3.0)D L1+ L2≤5D≈(3-4)D L1/ L2≈1.5/2.5较宜.
5.圆锥角α:一般取20-30 圆锥角α 6.排尘口直径Dc:Dc=(0.25-0.5)D0,一般 排尘口直径Dc
Dc≥70mm
旋风除尘器 cyclone separator
旋风除尘器是利用旋转气流 产生的离心力使尘粒从气流中分 离的,用来分离粒径大于10m的 尘粒
旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心 力使尘粒从气流中分离的,用来分离粒 径大于5—10m以上的的颗粒物.工业上 已有100多年的历史. 特点:结构简单,占地面积小,投资低, 操作维修方便,压力损失中等,动力消 耗不大,可用于各种材料制造,能用于 高温,高压及腐蚀性气体,并可回收干 颗粒物. 缺点:效率80%左右,捕集<5m颗粒的 效率不高,一般作预除尘用.
除尘器内的压力 分布 pressure distribution
压 力 分 布
全压
静压
尘粒在旋风器中受到两个力的作用
a.离心力 b.向心力
ft fd ft fd Vt
:
Vr
离心力ft: 离心力f 向心力fd:
Vt 2 π 3 Vt 2 ft = m = d ρ p (球形) r 6 r