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旋風集塵器的工作原理

日期:2017/6/21 11:26:16 人氣:493
旋風除塵器是利用含塵氣流作旋轉運動產生的離心力,將塵粒從氣體中分離并捕集下來的裝置。旋風除塵器與其他除塵器相比,具有結構簡單、無運動部件、造價便宜、除塵效率較高、維護管理方便以及適用面寬的特點,主要用于捕集5~10μm以上的非黏性、非纖維性的干燥塵粒。影響除塵器效率的因素主要包括兩個方面,一是旋風除塵器的結構參數,二是旋風除塵器的運行管理。對于使用者來說,設備的結構參數業已確定,運行管理便是影響旋風除塵器的重要因素。因此,研究運行管理方法對旋風除塵器的影響,對提高旋風除塵器的凈化能力具有更加重要的意義。旋風除塵器運行管理和重要性是:  


(1)穩定運行參數; 


(2)防止漏風;  


(3)預防關鍵部位磨損; 


(4)避免粉塵堵塞。  


因為旋風除塵器構造簡單,沒有運動部件(卸灰閥除外),運行管理相對容易,但是一但出現磨損、漏風、堵塞等故障時將嚴重影響除塵效率。


1、 穩定運行參數 


1.1 入口氣速  
氣體流量或者說旋風除塵器入口氣速,對旋風除塵器的壓力損失、除塵效率都有很大影響。一般來說,在一定范圍內入口氣速越高,除塵效率也就越高,這是因為增加入口氣速,能增加塵粒在運動中的離心力,使塵粒易于分離,使以除塵效率提高。但氣速太高,氣流的湍動程度增加,二次夾帶嚴重。另外,氣速過高易使粉塵微粒與器壁磨擦加劇,導致粗顆粒粉碎,使細粉塵含量增加。過高的入口氣速對具有凝聚性質的粉塵也會起分散作用,當入口流速超過監界值時,紊流的影響就比分離作用增加得更快,以至于除塵效率隨入口氣速增加的指數小于1。若入口的氣速進一步增加,除塵效率反而降低,因此,旋風除塵器的入口氣速不宜太高。另一方面,從理論可以分析可知,旋風除塵器的壓力損失與氣體流量的平方成正比。所以進氣口氣速成太大,雖然除塵效率會稍有提高(有時不提高甚至下降),但壓力損失卻急劇上升,即能耗增大,同時入口氣速過大,也會加劇旋風除塵器筒體的磨損,降低使用壽命。因此在設計除塵器的進口截面時,使進入口氣速為一適應值,一般為18~20m/s,好不要超過30m/s ,濃度高和顆粒粗的粉塵入口速度應選小些,反之可選大些。


1.2 含塵氣體的物理性質和進氣狀態  影響旋風除塵器性能的含塵器體的物理性質主要是氣體的密度和黏度。而含塵氣體的密度隨進口溫度增加而降低,隨進口壓力增大而增大。氣體密度越大,臨界粒徑也就越大,故除塵效率下降。但是,氣體的密度和塵粒密度相比,特別是在低壓下幾乎可以忽略,所以,其對除塵效率的影響與塵粒密度來說,可以忽略不計。另一方面是氣體的密度變小,使壓降也變小。旋風除塵器的效率隨氣體黏度的增加而降低,氣體黏度變化直接與溫度的改變有關,當氣體溫度增加時,氣體黏度增大,使顆粒受到的向心力加大,因此在入口風速一定的情況下,除塵器效率隨溫度的增加而上降。所以高溫條件下運行的除塵器,應有較大入口氣速和較小的截面氣速,這在與旋風除塵器的運行管理中也應予以注意。  


1.3 氣體含塵濃度  氣體的含塵濃度對旋風除塵器效率和壓力損失都有影響。實驗結果表明,處理含塵氣體的壓力損失要比處理清潔空氣時小,且壓力損失隨含塵負荷的增加而減小,這是因為徑向運動的大量塵粒拖曳了大量空氣;粉塵從速度較高的氣流向外運動到速度較低的氣流中時,把能量傳遞給旋轉氣流的外層,減少其需要的壓力,從而降低了壓力損失。旋風除塵器的除塵效率隨粉塵濃度增加而提高。但是除塵效率提高的速度要比含塵濃度增加的速度慢得多,因此,要根據氣體的含塵濃度不斷調整氣體的流量和速度,始終保證較高的除塵率。在選擇含塵氣體的容量時,除濃度外,還要考慮粉塵的黏結性粉塵的黏結強度。用于中等黏度結性粉塵凈化時,含塵氣體的容量應為允許容量的1/4,用于高等黏結性粉塵凈化時,含塵氣體的容量應為允許容量的1/8,以保證設備的可靠性。  


1.4 固體粉塵的物理性質  固體粉塵物理性質主要有顆粒大小、密度與粉塵粒徑分布是影響旋風除塵器的重要因素。含塵氣流中固體顆粒粒徑越大,在旋風除塵器中產生的離心力越大,越有利于分離。所以,大顆粒粉塵中所占有的百分數越大,則除塵效率越高。顆粒密度的大小直接影響到臨界直徑。顆粒密度越大,臨界直徑越小,除塵效率越高。但顆粒密度對壓力損失影響很小,設計計算中可以忽略不計。在處理粗顆粒腐蝕性粉塵時,其濃度比允許濃度低1/2~1/3,為此可設計前一級預除塵器。在處理腐蝕性粉塵時,增加除塵器的壁厚,或者在旋風除塵器下覆蓋橡膠板、人造石板等其它抗腐蝕材料。

集塵器

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