旋風(fēng)除塵器于1885年開始使用,已發(fā)展成為多種形式。按氣流進入方式,可分為切向進入式和軸向進入式兩類。在相同壓力損失下,后者能處理的氣體約為前者的3倍,且氣流分布均勻。
旋風(fēng)除塵器效率因素
進氣口
旋風(fēng)除塵器的進氣口是形成旋轉(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。切向進氣的進口面積對除塵器有很大的影響,進氣口面積相對于筒體斷面小時,進入除塵器的氣流切線速度大,有利于粉塵的分離。
圓筒體直徑和高度
圓筒體直徑是構(gòu)成旋風(fēng)除塵器的基本尺寸。旋轉(zhuǎn)氣流的切向速度對粉塵產(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。因此,應(yīng)適當選擇較小的圓筒體直徑,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,尤其是對于粘性物料。當處理風(fēng)量較大時,因筒體直徑小處理含塵風(fēng)量有限,可采用幾臺旋風(fēng)除塵器并聯(lián)運行的方法解決。并聯(lián)運行處理的風(fēng)量為各除塵器處理風(fēng)量之和,阻力僅為單個除塵器在處理它所承擔的那部分風(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,氣體易在進口處被阻擋而增大阻力,因此,并聯(lián)使用時臺數(shù)不宜過多。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會增多,但筒體總高度增加,外旋流中向心力的徑向速度使部分細小粉塵進入內(nèi)旋流的機會也隨之增加,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,氣流的切向速度不斷增加,粉塵到達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,可獲得較為理想的除塵效率。
排氣管直徑和深度
排風(fēng)管的直徑和插入深度對旋風(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直接混入排風(fēng)管中排出,從而降低除塵效率。一般認為排風(fēng)管直徑為圓筒體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風(fēng)管插入過淺,易造成進風(fēng)口含塵氣流直接進入排風(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,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會。排風(fēng)管插入深度一般以略低于進風(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! [2] 是由進氣管、排氣管、圓筒體、圓錐體和灰斗組成。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造、安裝和維護管理,設(shè)備投資和操作費用都較低,已廣泛用于從氣流中分離固體和液體粒子,或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下,作用于粒子上的離心力是重力的5~2500倍,所以旋風(fēng)除塵器的效率顯著高于重力沉降室。利用這一個原理基礎(chǔ)成功研究出了一款除塵效率為百分之九十以上的旋風(fēng)除塵裝置。在機械式除塵器中,旋風(fēng)式除塵器是效率較高的一種。它適用于非黏性及非纖維性粉塵的去除,大多用來去除5μm以上的粒子,并聯(lián)的多管旋風(fēng)除塵器裝置對3μm的粒子也具有80~85%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和腐蝕的特種金屬或陶瓷材料構(gòu)造的旋風(fēng)除塵器,可在溫度高達1000℃,壓力達500×105Pa的條件下操作。從技術(shù)、經(jīng)濟諸方面考慮旋風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般為500~2000Pa。因此,它屬于中效除塵器,且可用于高溫煙氣的凈化,是應(yīng)用廣泛的一種除塵器,多應(yīng)用于鍋爐煙氣除塵、多級除塵及預(yù)除塵。它的主要缺點是對細小塵粒(<5μm)的去除效率較低。