第三部分：旋風(fēng)除塵器

1、目錄1、旋風(fēng)除塵器簡介22、 旋風(fēng)除塵器原理.23、 旋風(fēng)除塵器分類.24、 旋風(fēng)除塵器性能指標(biāo).35、 旋風(fēng)除塵器效率因素.56、 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì).67、 旋風(fēng)除塵器的維護(hù).78、 XLT型旋風(fēng)除塵器的工業(yè)運(yùn)用.99、 旋風(fēng)除塵器的除塵效率計(jì)算方法.111、 旋風(fēng)除塵器簡介 旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力從氣流中分離粉塵并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗。用來分離粒徑大于5m 以上的顆粒物。工業(yè)上已有100多年的歷史。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，投資低，操作維修乖、方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，能用于高溫、高壓及腐蝕性氣體并可回收干顆粒物，效率可達(dá)80%左右。但捕集5m顆

2、粒的效率不高，粉塵濃度較高時(shí)一般作多級(jí)除塵預(yù)除塵用。2、旋風(fēng)除塵器的工作原理含塵氣體由進(jìn)口切向進(jìn)入后，沿筒體內(nèi)壁由上向下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中由于離心力的作用，氣流內(nèi)的塵粒被甩向筒壁，實(shí)現(xiàn)氣體和固體的分離，塵粒在重力作用下沿筒壁旋轉(zhuǎn)落入灰斗，這個(gè)由上而下沿筒壁的旋流叫外渦旋。錐體使得外旋流的旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小，根據(jù)旋轉(zhuǎn)距不變?cè)恚阱F體里外旋流的切向速度不斷提高，當(dāng)氣流達(dá)到椎體某一位置時(shí)，在分離器的中部形成由下而上的旋風(fēng)，并由排氣口排出這個(gè)中部的由下而上的旋流被稱為內(nèi)渦流。此外，當(dāng)氣流從除塵器頂向下高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，頂部壓力下降，使一部分氣流帶著微細(xì)塵粒沿筒體內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)頂蓋后再沿排氣管外壁旋

3、轉(zhuǎn)向下，最后匯入排氣管排走。3、旋風(fēng)除塵器的分類1）按進(jìn)氣方式分 ：切向進(jìn)入式、軸向進(jìn)入式A垂直切入進(jìn)入式 、B 蝸殼切向進(jìn)入時(shí)、C 軸向進(jìn)入時(shí)2）按壓力損失系數(shù)對(duì)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行分類：x A：旋風(fēng)除塵器進(jìn)口面積 de：旋風(fēng)除塵器排出口直徑3) 按除塵效率和處理風(fēng)量分： 高效旋風(fēng)除塵器：筒體直徑較?。?5%。K=613.5 高流量旋風(fēng)除塵器：直徑較大（1.23.6m），處理流量大。除塵效率：5080%。K3。 通用旋風(fēng)除塵器：K=46，除塵效率：8090%（相對(duì)截面比（K）：筒體截面面積和進(jìn)氣口截面面積之比。）4）按結(jié)構(gòu)形式分： 多管旋風(fēng)除塵器：由多個(gè)相同構(gòu)造形狀和尺寸的小型旋風(fēng)除塵器（又叫旋風(fēng)

4、子）組合在一個(gè)殼體內(nèi)并聯(lián)使用。具有處理風(fēng)量大, 除塵效率較高的特點(diǎn)。 旁路式旋風(fēng)除塵器：設(shè)有旁路分離室, 利用上旋渦分離粉塵, 從而提高除塵效率。為了使除塵器頂部空間形成明顯的上旋渦, 進(jìn)氣口上沿離頂蓋要相距一定的距離。 擴(kuò)散式旋風(fēng)除塵器：它是一種具有呈倒錐體形狀的錐體, 并在錐體的底部裝有反射屏的旋風(fēng)除塵器. 反射屏可防止上升氣流卷起粉塵, 從而提高除塵效率。4、旋風(fēng)除塵器的性能指標(biāo)除塵裝置性能用技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。技術(shù)指標(biāo)主要有處理風(fēng)量、凈化效率和壓力損失等；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和占地面積等。此外，還應(yīng)考慮裝置的安裝、操作、檢修的難易等因素。本文從技術(shù)指標(biāo)作簡要分析： （1）

5、處理風(fēng)量（Q）除塵裝置的處理風(fēng)量是指除塵裝置在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的含塵氣體的流量，一般以體積流量Q表示。實(shí)際運(yùn)行的凈化裝置，由于本體漏氣等原因，往往裝置進(jìn)口和出口的氣體流量不同，因此，用兩者的平均值表示處理能力。（2）凈化效率凈化效率是表示除塵裝置捕集粉塵效果的重要技術(shù)指標(biāo)，可定義為被捕集的粉塵量與進(jìn)入裝置的總粉塵量之比?？傂剩嚎傂适侵竿粫r(shí)間內(nèi)凈化裝置去除的污染物數(shù)量與進(jìn)入裝置的污染物數(shù)量之比。通過率：當(dāng)凈化效率很高時(shí)，或?yàn)榱苏f明污染物的排放率，有時(shí)采用通過率來表示除塵裝置的性能。所謂通過率是指未被捕集的粉塵量占進(jìn)入除塵裝置的粉塵總量的百分?jǐn)?shù)。分級(jí)除塵效率：除塵裝置的總除塵效率的高低，往

6、往與粉塵粒徑大小有很大關(guān)系。為了表示除塵效率與粉塵粒徑的關(guān)系，提出分級(jí)除塵效率的概念。分級(jí)除塵效率是評(píng)定除塵裝置性能的重要指標(biāo)，系指除塵裝置對(duì)某一粒徑dpi或某一粒徑間隔dpi至dpi+dpi內(nèi)粉塵的除塵效率，簡稱分級(jí)效率。dc確定后，雷思一利希特模式計(jì)算其它粒子的分級(jí)效率（水田木村典夫公式）：D旋風(fēng)器的直徑（3）塵粒的分割粒徑 旋風(fēng)除塵器的除塵效率與塵粒的粒徑有關(guān)。粒徑越大，效率越高，當(dāng)粒徑大到某一值時(shí)，其除塵效率可達(dá)100%，此時(shí)的塵粒粒徑稱為全分粒徑 ，或稱為臨界粒徑。臨界粒徑dp愈小，除塵器除塵性能愈好。 同樣，除塵效率為50%時(shí)相應(yīng)的塵粒粒徑為 ，或稱為分割粒徑。分割粒徑越小，表明除

7、塵器的分離性能越好。 一般而言：dp(100%)2-3dp(50%)分級(jí)效率與總除塵效率關(guān)系：其中，是指入口處某一粒徑的粒子質(zhì)量占粒子群總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。 （4）壓力損失壓力損失時(shí)代表裝置能耗大小的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是指裝置的進(jìn)口和出口氣流的全風(fēng)壓之差。凈化效率壓力損失的大小，不僅取決于裝置的種類和結(jié)構(gòu)形式，還與處理氣體流量大小有關(guān)。即： 式中 含塵氣體通過除塵裝置的壓力損失，Pa; 凈化裝置的壓損系數(shù)； 裝置進(jìn)口氣流速度，m/s； 氣體的密度，kg/m3 。(5)使用溫度（） 因?yàn)闅怏w溫度升高，其粘度變大，使粉塵粒子受到的向心力加大，于是分離效率會(huì)下降。為保證除塵效率，高溫條件下運(yùn)行的旋風(fēng)除塵器應(yīng)

8、有較大的入口氣流速度和較小的截面流速。5、 旋風(fēng)除塵器的效率因素（1）進(jìn)氣口旋風(fēng)除塵器的進(jìn)氣口是形成旋轉(zhuǎn)氣流的關(guān)鍵部件，是影響除塵效率和壓力損失的主要因素。切向進(jìn)氣的進(jìn)口面積對(duì)除塵器有很大的影響，進(jìn)氣口面積相對(duì)于筒體斷面小時(shí)，進(jìn)入除塵器的氣流切線速度大，有利于粉塵的分離。（2）圓筒體直徑和高度A 圓筒體直徑是構(gòu)成旋風(fēng)除塵器的最基本尺寸。旋轉(zhuǎn)氣流的切向速度對(duì)粉塵產(chǎn)生的離心力與圓筒體直徑成反比，在相同的切線速度下，筒體直徑D越小，氣流的旋轉(zhuǎn)半徑越小，粒子受到的離心力越大，塵粒越容易被捕集。但若筒體直徑選擇過小，器壁與排氣管太近，粒子又容易逃逸;筒體直徑太小還容易引起堵塞，尤其是對(duì)于粘性物料。當(dāng)處理

9、風(fēng)量較大時(shí)，因筒體直徑小處理含塵風(fēng)量有限，可采用幾臺(tái)旋風(fēng)除塵器并聯(lián)運(yùn)行的方法解決。并聯(lián)運(yùn)行處理的風(fēng)量為各除塵器處理風(fēng)量之和，阻力僅為單個(gè)除塵器在處理它所承擔(dān)的那部分風(fēng)量的阻力。但并聯(lián)使用制造比較復(fù)雜，所需材料也較多，氣體易在進(jìn)口處被阻擋而增大阻力，因此，并聯(lián)使用時(shí)臺(tái)數(shù)不宜過多。B 筒體總高度是指除塵器圓筒體和錐筒體兩部分高度之和。增加筒體總高度，可增加氣流在除塵器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，使含塵氣流中的粉塵與氣流分離的機(jī)會(huì)增多，但筒體總高度增加，外旋流中向心力的徑向速度使部分細(xì)小粉塵進(jìn)入內(nèi)旋流的機(jī)會(huì)也隨之增加，從而又降低除塵效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒體直徑為宜，錐筒體部分，由于其半徑不斷減小，氣流的

10、切向速度不斷增加，粉塵到達(dá)外壁的距離也不斷減小，除塵效果比圓筒體部分好。因此，在筒體總高度一定的情況下，適當(dāng)增加錐筒體部分的高度，有利提高除塵效率，一般圓筒體部分的高度為其直徑的1.5倍，錐筒體高度為圓筒體直徑的2.5倍時(shí)，可獲得較為理想的除塵效率。（3）排氣管直徑和深度排風(fēng)管的直徑和插入深度對(duì)旋風(fēng)除塵器除塵效率影響較大。排風(fēng)管直徑必須選擇一個(gè)合適的值：排風(fēng)管直徑減小，可減小內(nèi)旋流的旋轉(zhuǎn)范圍，粉塵不易從排風(fēng)管排出，有利提高除塵效率，但同時(shí)出風(fēng)口速度增加，阻力損失增大;若增大排風(fēng)管直徑，雖阻力損失可明顯減小，但由于排風(fēng)管與圓筒體管壁太近，易形成內(nèi)、外旋流“短路”現(xiàn)象，使外旋流中部分未被清除的粉塵

11、直接混入排風(fēng)管中排出，從而降低除塵效率。一般認(rèn)為排風(fēng)管直徑為圓筒體直徑的0.50.6倍為宜。排風(fēng)管插入過淺，易造成進(jìn)風(fēng)口含塵氣流直接進(jìn)入排風(fēng)管，影響除塵效率;排風(fēng)管插入深，易增加氣流與管壁的摩擦面，使其阻力損失增大，同時(shí)，使排風(fēng)管與錐筒體底部距離縮短，增加灰塵二次返混排出的機(jī)會(huì)。排風(fēng)管插入深度一般以略低于進(jìn)風(fēng)口底部的位置為宜。 由于旋風(fēng)除塵器單位耗鋼量比較大，因此在設(shè)計(jì)方案上比較好的方法是從筒身上部向下材料由厚向薄逐漸遞減！6、旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)（1）選擇除塵器的型式 根據(jù)含塵濃度、粒度分布、密度等煙氣特征，及除塵要求、允許的阻力和制造條件等因素 。（2）根據(jù)允許的壓力降確定進(jìn)口氣速或取為 12

12、25 m/s（3）確定入口截面A，入口寬度b和高度h（4）確定各部分幾何尺寸 旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)原則：為防止粒子短路漏到出口管，hs，其中s為排氣管插人深度；為避免過高的壓力損失，b（Dde）/2；為保持渦流的終端在錐體內(nèi)部，（H+L）3D；為利于粉塵易于滑動(dòng)，錐角7o8o；為獲得最大的除塵效率，de/D0.40.5，（H+L）/de810；s/de1；7、旋風(fēng)除塵器的維護(hù)（1）穩(wěn)定運(yùn)行參數(shù) 旋風(fēng)式除塵器運(yùn)行參數(shù)主要包括：除塵器入口氣流速度，處理氣體的溫度和含塵氣體的入口質(zhì)量濃度等。1)入口氣流速度。對(duì)于尺寸一定的旋風(fēng)式除塵器，入口氣流速度增大不僅處理氣量可提高，還可有效地提高分離效率，但壓降也

13、隨之增大。當(dāng)入口氣流速度提高到某一數(shù)值后，分離效率可能隨之下降，磨損加劇，除塵器使用壽命縮短，因此入口氣流速度應(yīng)控制在1823m/s范圍內(nèi)。2)處理氣體的溫度。因?yàn)闅怏w溫度升高，其粘度變大，使粉塵粒子受到的向心力加大，于是分離效率會(huì)下降。所以高溫條件下運(yùn)行的除塵器應(yīng)有較大的入口氣流速度和較小的截面流速。3)含塵氣體的入口質(zhì)量濃度。濃度高時(shí)大顆粒粉塵對(duì)小顆粒粉塵有明顯的攜帶作用，表現(xiàn)為分離效率提高。（2）防止漏風(fēng) 旋風(fēng)式除塵器一旦漏風(fēng)將嚴(yán)重影響除塵效果。據(jù)估算，除塵器下錐體或卸灰閥處漏風(fēng)1%時(shí)除塵效率將下降5%;漏風(fēng)5%時(shí)除塵效率將下降30%。旋風(fēng)式除塵器漏風(fēng)有三種部位：進(jìn)出口連接法蘭處、除塵器

14、本體和卸灰裝置。引起漏風(fēng)的原因如下：1)連接法蘭處的漏風(fēng)主要是螺栓沒有擰緊、墊片厚薄不均勻、法蘭面不平整等引起的。2)除塵器本體漏風(fēng)的主要原因是磨損，特別是下錐體。據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣體含塵質(zhì)量濃度超過10g/m3時(shí)，在不到100天時(shí)間里可以磨壞3mm的鋼板。3)卸灰裝置漏風(fēng)的主要原因是機(jī)械自動(dòng)式(如重錘式)卸灰閥密封性差。（3）預(yù)防關(guān)鍵部位磨損影響關(guān)鍵部磨損的因素有負(fù)荷、氣流速度、粉塵顆粒，磨損的部位有殼體、圓錐體和排塵口等。防止磨損的技術(shù)措施包括：1)防止排塵口堵塞。主要方法是選擇優(yōu)質(zhì)卸灰閥，使用中加強(qiáng)對(duì)卸灰閥的調(diào)整和檢修。2)防止過多的氣體倒流入排灰口。使用的卸灰閥要嚴(yán)密，配重得當(dāng)。3)經(jīng)常

15、檢查除塵器有無因磨損而漏氣的現(xiàn)象，以便及時(shí)采取措施予以杜絕。4)在粉塵顆粒沖擊部位，使用可以更換的抗磨板或增加耐磨層。5)盡量減少焊縫和接頭，必須有的焊縫應(yīng)磨平，法蘭止口及墊片的內(nèi)徑相同且保持良好的對(duì)中性。6)除塵器壁面處的氣流切向速度和入口氣流速度應(yīng)保持在臨界范圍以內(nèi)。8、XLT型旋風(fēng)除塵器的工業(yè)運(yùn)用XLT型旋風(fēng)除塵器屬于干式旋風(fēng)除塵器，具有處理風(fēng)量大、阻力小、使用壽命長等特點(diǎn)，適用于冶煉、建材、鑄造、粉料加工中的除塵、回收也可用于系統(tǒng)除塵的一級(jí)處理，除塵效率高達(dá)85%以上。題目:已知條件：某工廠煙氣量Q=68000m3/h，煙氣密度=1.8kg/m3，允許壓力損失P=1050Pa。解:表一

16、旋風(fēng)除塵器型式XLTXLT/AXLP/AXLP/B5.36.58.05.8查表一的=5.3入口速度u=2p1/2 =(210505.31.8)1/2 =14.84m/s計(jì)算入口速度確定除塵器的個(gè)數(shù)nA=Q/n ,b=(A/1.75)1/2D=4.9b=4.9 (A/1.75)1/2D1m?4.9 (A/1.75) 1/21解得n17.4算出并聯(lián)除塵器數(shù)量由于煙氣量太大，在保證除塵效率的前提下要滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)驗(yàn)算選擇18組XLT型除塵器并聯(lián)。確定入口截面A1，入口寬度b和高度h A1=Q/nu=68000/(18360014.84)=0.071m2表二 幾種旋風(fēng)除塵器的主要尺寸比例尺寸內(nèi)容XL

17、P/AXLP/BXLT/AXLT入口寬度b(A/3)1/2(A/2)1/2(A/2.5)1/2（A/1.75）1/2入口高度h(3A)1/2(2A)1/2(2.5A)1/2（1.75A）1/2筒體直徑D上3.85b下0.7D3.33b/3.85b/4.9b/排除管直徑d00.6D0.6D0.6D0.58D筒體長度L上1.35D下1.00D1.7D2.26D1.6D錐體長度上0.5D下1.0D2.3D2.0D1.3D排灰口直徑de0.296D0.43D0.3D0.145D壓力損失(Pa)12m/s700(600)500(420)860(770)440(490)15m/s1100(940)890(

18、700)1350(1210)670(770)18m/s1400(1260)1450(1150)1950(1150)990(1110)入口寬度 ：b=（A/1.75）1/2=( 0.071/1.75）1/2=0.21m入口高度：h=（1.75A）1/2=（1.750,071）1/2=0.36m筒體直徑：D=4.9b=4.90.20=1.029m參考XLT型產(chǎn)品系列，選取XLT-11型。（XLT-11D=1111mm）排出管直徑： d0=0.58D=0.581.111=0.65m筒體長度：L=1.6D=1.6x1.111=1.782m錐體長度：H=1.3D=1.31.111=1.50m排灰口直徑：

19、de=0.145D=0.1451.111=0.16m9、旋風(fēng)除塵器的除塵效率計(jì)算方法除塵器效率是評(píng)價(jià)除塵器性能的重要指標(biāo)之一。它是指除塵器從氣流中兵捕集粉塵的能力，常用除塵器全效率、篩分效率、分級(jí)效率和穿透率表示。 9.1 全效率計(jì)算9.1.1質(zhì)量算法 (稱量法)含塵氣體通過除塵器時(shí)所捕集的粉塵量占進(jìn)入除塵器的粉塵總量的百分?jǐn)?shù)稱為除塵器全效率，以 表示。全效率 的定義式為： 式中 進(jìn)入除塵器的粉塵量，g/s；從除塵器排風(fēng)口排出的粉塵量，g/s；除塵器所捕集的粉塵量，g/s。通過稱重求得全效率，稱為質(zhì)量法，用這種方法測(cè)出的結(jié)果比較準(zhǔn)確，主要用于實(shí)驗(yàn)室。9.1.2濃度算法如果除塵器結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，沒有漏

20、風(fēng)，除塵器入口風(fēng)量與排氣口風(fēng)量相等，均為L利用濃度算法計(jì)算除塵效率的前提條件，全效率 的定義式可替換為：式中 L除塵器處理的空氣量，m3/s；除塵器進(jìn)口的空氣含塵濃度，g/m3；除塵器出口的空氣含塵濃度，g/m3?，F(xiàn)場測(cè)定除塵器效率時(shí)，通常先同時(shí)測(cè)出除塵器前后的空氣含塵濃度，再按公式求得全效率，這種方法稱為濃度法。含塵空氣管道內(nèi)的濃度分布既不均勻又不穩(wěn)定，要測(cè)得準(zhǔn)確的結(jié)果是比較困難的。 9、2 篩分效率 篩分效率是選礦過程中重要的參數(shù)，當(dāng)篩下或溢流中的細(xì)粒級(jí)占主要部分時(shí)，可使用量的篩分效率；當(dāng)篩下或溢流中粗粒級(jí)占一定百分?jǐn)?shù)時(shí)，這時(shí)應(yīng)使用質(zhì)的篩分效率。但是生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用質(zhì)的篩分效率比較符合實(shí)

21、際情況。篩分效率：篩分效率定義：篩下物料中某細(xì)粒級(jí)含量與給料中該細(xì)粒級(jí)含量的百分?jǐn)?shù)（一般）。分級(jí)效率定義：溢流中某粒級(jí)含量與給料中該細(xì)粒級(jí)含量的百分?jǐn)?shù)（一般）,它是考查分級(jí)機(jī)工作好壞的指標(biāo)。首先定義一下參數(shù)：Q給料重量 (t/h)Q1篩下或溢流物料重量 (t/h)Q2篩上或返砂物料重量 (t/h)給料中某粒級(jí)占的百分?jǐn)?shù) %)篩下或溢流中某粒級(jí)占的百分?jǐn)?shù) (%)篩上或返砂中某粒級(jí)占的百分?jǐn)?shù) (%)篩分或分級(jí)效率 (%)篩下細(xì)粒的回收率 (%)篩下粗粒的回收率 (%)通過對(duì)給料、溢流、沉砂進(jìn)行取樣篩析，得到、的數(shù)值之后，按上述公式即可計(jì)出分級(jí)效率。量的篩分效率：篩下的細(xì)粒級(jí)含量占主要部分。QQ1Q2根據(jù)物料平衡，由上圖關(guān)系可知： 所以，篩分效率:質(zhì)的篩分效率：篩下的細(xì)粒級(jí)的篩分效率。若由于篩子結(jié)構(gòu)、篩面破損等原因，造成篩下產(chǎn)物粒度大于篩孔尺寸，這部分粗粒占一定含量時(shí)，這時(shí)應(yīng)使用質(zhì)的篩分效率，即：。那么：即：9.3 分級(jí)效率 除塵器全效率的大小與處理粉塵的粒徑有很大關(guān)系，例如有的旋風(fēng)除塵器處理40 m以上的粉塵時(shí)，效率接近100%，處理5 m以下的粉塵時(shí)，效率會(huì)下降到40%左右。因此，只給出除塵器的全效率對(duì)工程設(shè)計(jì)是沒有意義的，必須同時(shí)說明試