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旋风除尘器的工作原理及气流分析

金工机械厂发布于2015-05-25   查看次数:次  本文来自:http://www.josephfloyd2.com/news/574.html

  旋风除尘器是根据含有粉尘颗粒气体由进气口流人离心筒中旋转所产生的离心力,使粉尘颗粒从旋转气流中离散出并捕集起来的干式气固分离装置。由于其具有构造简单、使用简便、成本低廉、维护方便和除尘效果明显等优点,开始越来越多被广泛用于石油、化工、冶金、矿业、建材等领域。

  它对于捕捉粉尘颗粒粒径大于4~9μm的粉尘效果尤为明显,能够使得除尘效率高达百分之八十以上,但对于颗粒粒径较小的粉尘其除尘效率一般,对于控制粉尘浓度要求较高的生产场地,经常把它用作多级除尘中的一级使用。含尘气流由进气管进人简体的方式有很多种,在实际生产中常见的进气种类有三种:轴流反转式、直流式和切流反转式。

  在矿业除尘领域最为常见的是切流反转式。在工程实践过程,很多时候旋风除尘器除尘效果、排放目标未能够达到实际设定的要求,研究如何能够提升旋风除尘效率将具有明显的现实价值。

  1、工作原理

  旋风除尘器作为常用的除尘设备其构造如图1所示。

  当携带粉尘颗粒气流由人口流入简体内时,含尘气流由原先的直线运动开始转变为旋转运动,绝大部分旋转气流会沿着器壁和圆筒体向下成螺旋状朝向锥体运动,通常会称此为外旋流。大量的粉尘颗粒随着气流运动而产生离心力,在离心力作用下部分重度比较大的粉尘颗粒被抛向筒体壁,一旦颗粒与筒壁相遇,自身的惯性力便消失,粉尘颗粒将会依靠进入筒体的速度分量和自身重力向筒体底部运动,从而流入排灰管中。外旋气流随着简体旋转逐渐在抵达锥简体底部,由于圆锥形简体底部的变小并向除尘器中心方向靠近,其切向速度在不断增大。按照“旋转矩不变原理”,旋转气流运动到简体底部某一定位置时,气流将会从底部开始回旋上升继续做旋转运动,通常称向上运动气流为内旋流。含尘气流被净化后,由除尘器的排气管排出,部分未被捕获的粉尘颗粒也会随之排出筒体外。

  2、旋风除尘器的流体流动状态的分析

  旋风除尘器内气固两相流动非常复杂,其流动状态会受到很多因素的影响,气体的主流型为三维两层强旋湍流。可以从以下几个方面考虑降低除尘效率的因素:

  (1)排气口四周容易形成短路流,该处容易产生比较大的向心速度,会携带部分粉尘颗粒进入排气口,降低除尘效率。

  (2)当外旋气流到达锥底反转上升时,会使得已经沉积下来的粉尘再度扬起带走,造成返混现象,降低除尘效率。

  (3)除尘器器壁凹凸不平或者圆筒体不圆,会使得粉尘气流产生局部小涡流,造成部分富集在器壁的粉尘从新分离,影响分离效率。

  旋风除尘器中的粉尘颗粒运动过程中受到向心力、离心力、重力等作用,还会受到颗粒问团聚和分散以及颗粒间和颗粒与器壁之问的碰撞作用的影响,这些影响往往是通过统计规律进行分析,但是由于复杂很难有很好的预测结果。

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