旋风除尘器原理介绍及计算

1、重力沉降室特点除尘效率：40％～70％优点：简单、投资少、易维护缺点：占地大，除尘效率低应用：初级除尘复习2、重力沉降室设计注意事项1．保证粉尘能沉降，L足够长；2．气流在沉降室的停留时间要大于尘粒沉降所需的时间;3．能100%沉降的最小粒径（临界粒径）。21min18gLgVd沉降室内的气流速度V要根据尘粒的密度和粒径确定，一般为0.3～2m/s。多层沉降室1.锥形阀；2.清灰孔；3.隔板3.2旋风除尘器一、工作原理六、旋风除尘器的设计二、旋风除尘器特点三、旋风除尘器的性能指标五、旋风除尘器的类型四、影响旋风除尘器性能的因素一、工作原理: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—10μm的尘粒。工业上已有100多年的历史。1、旋风除尘器结构普通旋风除尘器是由以下等部分组成排气管进气管筒体锥体旋风除尘器组2、除尘器内气流与尘粒的运动外涡旋内涡旋上涡旋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）。带着细尘粒一部分气流沿外壁面旋转向上，到达顶部后，再沿排出管旋转向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。3、旋风除尘器原理示意图结构简单、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：除尘效率在80%左右，捕集5μm颗粒的效率不高，粉尘浓度较高时一般作多级除尘预除尘用。二、旋风除尘器特点：三、旋风除尘器的性能指标计算分割直径是确定除尘效率的基础（一）旋风除尘器的除尘效率1.分割直径分级效率为50%的粉尘粒径为半分离直径或分割直径dc50。临界粒径dp愈小，除尘效率愈高。一般而言：dp(100%)≈2-3dp(50%)2、旋风除尘器的分级效率指除尘装置对某一粒径dPi或粒径间隔dPi至dPi+Δdp内粉尘的除尘效率。%1000GGcd对于球形粒子dc确定后，雷思一利希特模式计算其它粒子的分级效率（水田木村典夫公式）1p1c1exp[0.6931()]nidd33.014.0115028367.011693.0exp1TDnddncpdD——旋风器的直径3、分级效率与总除尘效率关系dinipiTf1另一种经验公式2pc2pc(/)1(/)iiiddddfdi是指入口处某一粒径的粒子质量占粒子群总质量的百分数。（二）旋风除尘器的压力损失旋风除尘器型式XLTXLT⁄AXLP⁄AXLP⁄Bξ5.36.58.05.82in12PV2e16Ad：局部阻力系数A：旋风除尘器进口面积de：旋风除尘器排出口直径旋风除尘器的压力损失特点：相对尺寸对压力损失影响较大，除尘器结构型式相同时，几何相似放大或缩小，压力损失基本不变。含尘浓度增高，压力降明显下降。操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa。筒体直径筒体高度H排气管伸入筒体的深度排灰口四、影响旋风除尘器性能的因素（一）工作条件入口速度气体物理性质粉尘粒径（二）尺寸影响（三）分离器的气密性除尘器下部（排灰口）的严密性,渗入外部空气,可使效率显著下降。漏风：0%、5%、15%η：90%、50%、03、筒体和锥体总高度H=5D为宜,长锥体可提高效率.1、进口速度u↑:dc50↓,η↑,ΔP↑,但u过大二次扬尘增加,一般u=12～25m/s.2、筒体直径D↓,η↑,一般D≤0.8m;排管Dp↓,η↑,一般Dp=(0.5～0.6)D.4、运行参数改变的影响:处理风量,气温(气体粘度),粉尘密度等参数的变化,都影响除尘器的效率,通过实验结果可确定变化关系.比例尺寸对性能的影响比例变化性能趋向投资趋向压力损失效率增大旋风除尘器直径降低降低提高加长筒体稍有降低提高提高增大入口面积（流量不变）降低降低——增大入口面积（速度不变）提高降低降低加长锥体稍有降低提高提高增大锥体的排出孔稍有降低提高或降低——减小锥体的排出孔稍有提高提高或降低——加长排出管伸入器内的长度提高提高或降低提高增大排气管管径降低降低提高a.直入切向进入式b.蜗壳切向进入式c.轴向进入式五、旋风除尘器类型1、进气方式分切向进入式轴向进入式2、按除尘效率和处理风量分：高效旋风除尘器高流量旋风除尘器通用旋风除尘器筒体直径较小（900mm），效率高：95%。K=6~13.5直径较大（1.2~3.6m），处理流量大。除尘效率：50~80%。K3K=4~6，除尘效率：80~90%相对截面比（K）：筒体截面面积和进气口截面面积之比。3、按结构形式分：由多个相同构造形状和尺寸的小型旋风除尘器（又叫旋风子）组合在一个壳体内并联使用。具有处理风量大,除尘效率较高的特点。（1）多管旋风除尘器多管旋风除尘器设有旁路分离室,利用上旋涡分离粉尘,从而提高除尘效率.为了使除尘器顶部空间形成明显的上旋涡,进气口上沿离顶盖要相距一定的距离。（2）旁路式旋风除尘器它是一种具有呈倒锥体形状的锥体,并在锥体的底部装有反射屏的旋风除尘器.反射屏可防止上升气流卷起粉尘,从而提高除尘效率。（3）扩散式旋风除尘器4、按旋风除尘器进口形式：5、按旋风除尘器排灰装置：锁气器(a)双翻板式(b)回转式六、旋风除尘器的设计2、根据允许的压力降确定进口气速设计步骤：1、选择除尘器的型式根据含尘浓度、粒度分布、密度等烟气特征，及除尘要求、允许的阻力和制造条件等因素。或取为12～25m/s3、确定入口截面A，入口宽度b和高度h4、确定各部分几何尺寸3/A2/A5.2/A75.1/AA3A2A5.2A75.1尺寸名称XLP/AXLP/BXLT/AXLT入口宽度，b入口高度，h筒体直径，D上3.85b下0.7D3.33b（b=0.3D）3.85b4.9b排出筒直径，de上0.6D下0.6D0.6D0.6D0.58D筒体长度，L上1.35D下1.0D1.7D2.26D1.6D锥体长度，H上0.50D下1.00D2.3D2.0D1.3D灰口直径，d10.296D0.43D0.3D0.145D进口速度为右值时的压力损失12m/s700（600）5000（420）860（770）440（490）15m/s1100（940）890（700）1350（1210）670（770）18m/s1400（1260）1450（1150）1950（1740）990（1110）旋风除尘器的设计原则①为防止粒子短路漏到出口管，h≤s，其中s为排气管插人深度；②为避免过高的压力损失，b≤（D－de）/2；③为保持涡流的终端在锥体内部，（H+L）≥3D；④为利于粉尘易于滑动，锥角＝7o～8o；⑤为获得最大的除尘效率，de/D≈0.4～0.5，（H+L）/de≈8～10；s/de≈1；旋风除尘器的设计举例例题：已知烟气处理量Q=5000m3/h，烟气密度ρ=1.2kg/m3，允许压力损失为900Pa。若选用XLP/B型旋风除尘器，试求其主要尺寸。Pv2113290016.1m/s5.81.210＝vv1的计算值与表4－2的气速与压力降数据一致。查4-2表，ζ＝5.8解：由式参考XLP/B品系列；取D=700mm，e10.60.6700420mm1.71.77001190mm2.32.37001610mm0.430.43700301mm＝dDLDHDdD2150000.0863m3600360016.1220.08630.42m/20.0863/20.208m3.333.330.208624m624mm＝＝＝0.QAvhAbADb选择适当的规格，可保证获得高的效率和适宜的阻力。（1）所选规格与需要处理的风量相适应不要采取大马拉小车的办法，即用大除尘器处理小风量。因为旋风除尘器是离心力愈大，除尘效果愈好。（2）同一台除尘器，处理风量愈大，除尘效果就愈好。但是，入口风速愈高，必然造成旋风除尘器的空气阻力增大。所以选择适当的规格是保证除尘效率和适当的空气阻力是极为重要的。例：为处理含尘空气为1250米3/时的烟气选择一合理的旋风除尘器。1、从附录中查找可采用直径为450毫米的旋风除尘器一个。2、可选用直径为550毫米的旋风除尘器。3、采用两个直径为350毫米的旋风除尘器并联起来使用，此时每个旋风除尘器处理625米2/时的风量，阻力为68千克/米2。方案对比：当进口风速为12米/秒时，可处理1320米3/时的风量，比要求的多一些，但阻力可降到50千克/米3以下，具体数值可通过下述方法计算：直径为550毫米的旋风除尘器，在处理1250米3/时的风量时，其进口风速将为：V进=Q/3600F进=1250/3600×0.0306≈11.3米/秒，阻力应为：H=ζ×H动=5.7×0.061V进2=5.7×0.061×11.32=44.5千克/米2。旋风除尘器并联使用时，其所能处理的风量为各个旋风除尘器风量之和，而阻力则为单个旋风除尘器在处理它所承担的那部分风量时的阻力。从上例中可以看到，相同的处理风量可以选用不同规格的旋风除尘器。究竟选用哪一种规格的除尘器为好，可根据工艺上的要求，设备安装位置以及风机阻力平衡等情况来确定。应该注意：当两个旋风除尘器串联使用时，它所能处理的风量即为单个旋风除尘器所能处理的风量，而阻力则为两个旋风除尘器阻力之和，但它的除尘效率一般提高不多，所以两个旋风除尘器串联起来使用需要尽量避免。