旋风除尘器除尘效率的影响因素分析_技术应用中国除尘器网
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旋风除尘器除尘效率的影响因素分析
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　　与其他类型高效除尘器串联使用。旋表1尺寸比例变化对其性能的影响结构尺寸（增加）压力损失除尘效率造价圆筒直径D降低降低增加进气口面积A降低降低-圆筒高度H1略有降低增加增加圆锥高度H2略有降低增加增加排灰口直径D.略有降低增加或降低-排气管直径Dc降低增加或降低增加排灰管插入深度s增加降低增加相对比例尺寸几乎无影响增加或降低-圆锥角a降低20°~30°为宜增加旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力，将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置，与其他除尘器相比，具有结构简单、没有运动部件、造价便宜、除尘效率较高、维护管理方便以及适用面宽的特点，对于收集5~10pm以上的尘粒，其除尘效率可达90%左右，广泛用于工业炉窑烟气除尘和工厂通风除尘，工业气力输送系统气固两相分离与物料气力烘千回收等。此外，旋风器亦可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，能风除尘器在水泥行业也得到了广泛的应用，如原料破碎、配料、输送等生产环节的除尘。旋风除尘器按气流进气方式分为切流反转式、轴流反转式、直流式等，水泥行业除尘所使用的主要是切流反转式旋风器。然而，许多水泥企业的旋风除尘器运行效率并不高，排放指标未到达设计要求，研究和探讨旋风除尘器除尘效率影响因素，对提高其除尘效率具有重要的现实意义。　　1影响旋风除尘器的因素1.1除尘器结构旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动，都能影响旋风除尘器的效率和压力损失。其中除尘器直径、进气口尺寸、排气管直径为主要影响因素。它们的变化对除尘器性能的影响关系如表1.在使用时应注意，表中所示的尺寸只能在一定范周内进行调整，当超过某一界限时，有利因素也能转化为不利因素。另外，有的因素对于提高除尘效率有利，但却会增加压力损失，因而对各因素的调整必须兼顾。1.1.1进气口旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。　　通讯地址：1武汉理工大学关山校区，湖北武汉430074；：；编辑：沈颖煅烧工艺1.1.2圆筒体直径和高度圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，筒体直径D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若筒体直径选择过小，器壁与排气管太近，粒子又容易逃逸；筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理其所承担的那部分风量的阻力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡而增大阻力。因此，使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜，锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率。一般圆筒体部分的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时，可获得较为理想的除尘效率。　　1.1.3排气管排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围，粉尘不易从排风管排出，有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻力损失增大；若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。一般认为排风管直径为圆筒体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率；排风管插入深，易增加气流与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管与锥筒体底部距离缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风口底部的位置为宜。　　1.1.4排灰口排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响。增大排灰口直径可使除尘器高压力下降，对提高除尘效率效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘的重新扬起。通常采用排灰口1.2操作工艺参数在旋风除尘器尺寸和结构定型的情况下，其除尘效率关键在于运行因素的影响。　　旋风除尘器是利用离心力来除尘的，离心力愈大，除尘效果愈好。在圆周运动（或曲线运动）中粉尘所受到的离心力为：F=ma：F―离心力，N m―粉尘的质量，kga―粉尘的离心加速度，m/s2. R―气流的旋转半径，m.可见，在旋风除尘器的结构固定（R不变）、粉尘相同（m稳定）的情况下，旋风除尘器入口的气流速度愈高，旋风除尘器的离心力就愈大。　　而旋风除尘器的进口气量为：A―旋风除尘器的进口截面积，所以，在结构固定（R不变，A不变），粉尘相同（m稳定）的情况下，除尘器入口的气流速度与进口气量成正比，而旋风除尘器的进口气量是由引风机的进风量决定的。　　可见，提高进风口气流速度，可增大除尘器内气流的切向速度，使粉尘受到的离心力增加，有利提高其除尘效率，同时，也可提高处理含尘风量。但进风口气流速度提高，径向和轴向速度也随之增大，紊流的影响增大。对每一种特定的粉尘旋风除尘器都有一个临界进风口气流速度，当超过这个风速后，紊流的影响比分离作用增加更快，使部分已分离的粉尘重新被带走，影响除尘效果。另外，进风口气流增加，除尘阻力也会急剧上升，压损增大，电耗增加。综合考虑旋风除尘器的除尘效果和经济性，进风口的气流速度控制在12~20m/s之间，最大不超过25m/s，般选14m/s为宜。　　1.2.2粉尘的状况粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风除尘器外旋流的粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生的离心力，使粉尘受到向外的推移作用；另一个是由旋转气流的径向速度所产生的向心力，使粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上，如果切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离心力的推动下向外壁移动，从而被分离出来；如果切向速度产生的离心力小于径向速度产生的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内旋流，最后经排风管排出。　　如果切向速度产生的离心力等于径向速度产生的向心力，即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面环境保护上不停地旋转。实际上由于气流处于紊流状态及各种随机因素的影响，处于这种状态的粉尘有50%的可能进入内旋流，有50%的可能向外壁移动，除尘效率应为50%.此时分离的临界粉尘颗粒称为分割粒径。这时，内、外旋流的交界面就象一张孔径为分割粒径的筛网，大于分割粒径的粉尘被筛网截留并捕集下来，小于分割粒径的粉尘，则通过筛网从排风管中排出。旋风除尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度愈大，径向速度和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。气体中的灰分浓度也是影响出口浓度的关键因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较小的尘粒凝聚在一起而被捕集，同时，大颗粒向器壁移动过程中也会将小颗粒挟带至器壁或撞击而被分离。但由于除尘器内向下高速旋转的气流使其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外壁旋转向上到达顶部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘效率不可能为根据除尘效率计算公式：S.一出口处的粉尘的流入量，S，―进口处的粉尘的流入量，因为旋风除尘器的除尘效率不可能为100%，当进口粉尘流入量增加后，除尘效率虽有提高，排气管排出粉尘的绝对量也会大大增加。所以，要使排放口的粉尘浓度降低，则要降低入口粉尘浓度，可采取多个旋风除尘器串联使用的多级除尘方式，达到减少排放的目的。　　1.2.3运行的影响旋风除尘器下部的严密性是影2009/2水泥技术响除尘效率的又一个重要因素。含尘气体进人旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。旋风除尘器内的压力分布，是轴向各断面的压力变化较小，径向的压力变化较大（主要指静压），这是由气流的轴向速度和径向速度的分布决定的。气流在筒内作圆周运动，外侧的压力高于内侧，而在外壁附近静压最高，轴心处静压最低。即使旋风除尘器在正压下运动，轴心处也为负压，且一直延伸到排灰口处的负压最大，稍不严密，就会产生较大的漏风，已沉集下来的粉尘势必被上升气流带出排气管。所以，要使除尘效率达到设计要求，就要保证排灰口的严密性，并在保证排灰口的严密性的情况下，及时清除除尘器锥体底部的粉尘，若不能连续及时地排出，高浓度粉尘就会在底部流转，导致锥体过度磨损。　　2旋风分离器结构改进在旋风除尘器的众多性能指标中，压力损失和分离效率是最为重要的参数，其症结是消除“上灰环”。解决上灰环问题的方法之一是通过设置灰尘隔离室，即采用旁路式旋风除尘器，它主要是在普通旋风除尘器的基础上增加一个螺旋形的旁路分离室，在除尘器顶部形成的上涡旋粉尘环，从旁路分离室引至锥体部分。这样可使导致除尘效率降低的二次流变为能起粉尘聚集作用的上涡旋气流，提高除尘效率。除此之外，还可通过添加导向叶片、改变气流进口形状等措施来消除上灰环。为了解决边壁处的二次扬尘问题，可采用环缝气垫耐磨旋风除尘器，它是在普通旋风除尘器内侧设置环缝套圈，粉尘在旋转气流作用下向边壁靠近，然后利用靠近边壁处的下行气流将粉尘带入环缝，由于环缝的存在，不仅可以减少二次扬尘，而且使高速旋转的上、下灰环消失，提高了除尘效率。但这些方法实际使用效果并不是十分理想。　　现提出一种新的改进方法使旋风除尘器的分离性能得到了极大提高。改进后的新型旋风除尘器结构如。这种新型旋风除尘器在结构上主要改进如下：在旋转的同时保证了向下的旋转。并且下倾角确保了尘粒反弹时绝对折射朝下。在传统旋风除尘器结构中，进气蜗底板与旋风筒轴线是垂直的，由于气流从上部切线方向进入除尘器后向下旋转，引起除尘器顶部倒空形成上涡旋气流产生顶部灰环，灰环沿着排气管道外表面旋转向下时，会在排气管入口处与已净化废气的上旋气流混合，而后经排气管排出除尘器。　　180.的半圈螺旋管代替了传统型的直吹进筒，从而进一步保证了气流的“下旋”。传统型是含粉尘的气体进筒后才旋转，而改进型则是确保尘气高速旋转起来后才进筒。　　进口螺旋道截面递减，增大了气流旋转的离心力。含粉尘的气体在螺旋道中实现1.4倍加速。提高了尘粒的惯性，降低了尘粒沉降的时间。　　锥体长度加长并采用20°小锥角，增加了气流在分离器中的停留时间，有利于小颗粒的沉降完全，且使向下旋转的气体平缓地转变成折转向上的旋转，从而使除尘效率得以提高。　　除尘器下设缓冲料斗，有效改善废气在筒体内的流动工况，减少了灰斗的反混现象和下灰环可能产生的二次杨尘。　　出风管增长，直到螺旋轨道的底部，防止了内侧部分尘粒裹进出风管。　　进口、加速段、出口的截面积之比扩大为1：0.7：2，即出口风速是进口速度的一半；出口风速是内部加速段的1/3.改进型除尘器粒子的离心力比在传统型除尘器中的离心力增大了1.4倍以上。而出口处，负压对粒子的吸力比传统型约小了1/4.因此，气流进筒后，尘粒因惯性大，使得稍小些的颗粒在气流在旋风除尘器中停留时间内也能得到分离。出风风速降低，也使得部分细小的颗粒能摆脱上升气流的吸力而有机会沉降下来，从而使分离效率得以提高。　　3结束语如何提高旋风除尘器的除尘效率是当前水泥行业需要解决的一个重要课题。研究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的基础，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。由于旋风除尘器内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，寻求最优设计方案和运行管理方法。当前，旋风除尘器许多理论还待研究和探讨，尽管如此，旋风除尘器仍以其结构简单、体积小、制造维修方便、除尘效率较为理想等优点，成为目前水泥企业主要除尘设备之一。随着对旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在水泥行业除尘中发挥更大的作用。
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旋风除尘器结构的改进对性能的影响
　　旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。与布袋除尘器、布袋式除尘器、静电除尘器、脱硫除尘器相比，以其结构简单、体积小、制造维修方便、除尘效率较为理想等优点，成为目前主要的除尘设备之一。广泛应用于工厂窑炉烟气除尘、锅炉除尘器和工厂通风除尘等，如何提高旋风除尘器除尘效率是当前除尘器行业需要解决的一个重要课题。　　研究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。由于旋风除尘器内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要我们进行全面分析，综合考虑，寻求最优设计方案和运行管理方法。当前，除尘器的许多理论还待研究和探讨。随着对旋风除尘器认识的进一步的深入和完善，它必将在除尘脱硫行业中发挥更大的作用。　　下面是我公司总结旋风除尘器结构的改进对性能的影响　　(1）旋风筒体直径。一般外形细而长的，除尘效率高，直径愈小，愈可捕集较细小的粉尘，但其阻力也将较大，反之短而粗者，分离效率低，但阻力小，处理量大。　　(2)筒体长度与锥体长度。在粗分离的除尘器上这两个尺寸不是很突出，但在分离较小的尘粒时，为了加强外旋流的分离能力，希望在气流的动能还没有减弱以前就进入小直径区域，以增加气速，加强分离能力。所以在小直径的中，采用较长的锥筒长度(设总长不变)，可以提高净化效率。　　如果进风速度小，筒体直径又大，则进风转不了几圈已经过了很长的距离(因直径大)，动能已消耗完了，就在压差作用下向出风口逸去，这样的旋转气流轴向的行程是不会长的，增加筒体长度没有什么作用。但在小直径高进气速度情况下恰好相反，进气旋转了多圈，轴向行程很大，但总行程还不太大，有足够的动能继续旋转向下，这种情况下增加筒体长度就能提高净化效率。如果过短的筒体长度，强有力的下旋气流，在下端会把已经分离了的粉尘翻动起来，容易被旋流带出。　　(3)排灰口直径。排灰口通常略小于出气口，这样有利于使下旋流早些离开沿筒壁滑下的粉尘转入上旋流.然后在下滑粉尘的推挤下挡住排灰口，比较理想的是能够接近满口出灰。　　(4)排气管的插入深度与尺寸。除螺旋形进气的旋风除尘器采用插入筒体深度大的排气管以外(因为它的进气压力较大，这样可以避免进气与排气短路)，多数情况下都是采用插入深度约等于进气管高度，因为上下涡旋流的分界面在此处，分界面处的径向流速向外，可防止旋流进人排气口。 　　(5)阻气排尘装置和贮灰箱。由于旋风的作用，筒体中心部位通常是负压，为了避免空气由排灰口吸入，比较简单可靠的是设置阻气排尘装置，分别是圆锥形、倒锥形、和圆筒形旋风除尘器上。
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影响旋风除尘器除尘效率的因素有哪些？
来源：&发布时间： 8:47:06
旋风的除尘效率与尘粒的粒径有关。粒径越大，效率越高，当粒径大到某一值时，旋风除尘器的除尘效率可以达到百分之百。那么影响旋风除尘器效率的主要因素有哪些呢？1、入口流速  在一定范围内提高进气管流速，可以提高除尘效率。但入口流速太高，会把已分离的某些尘粒卷入内旋流重新带走，导致除尘效率下降。另外，压力损失与入口速度的平方成正比，入口流速过大，压力损失上升。因而。从技术和经验综合考虑，入口流速的合适范围，一般取12-20m/s，不宜低于10m/s，以防止入口管道积灰。2、除尘器的结构尺寸  简体直径愈小，在同样切线速度下，尘粒所受离心力愈大，尺寸效率愈高。简体高度的变化对除尘效率影响不明显，而适当加长椎体的高度 ，有利于提高除尘效率。3、粉尘粒径与密度  由于尘粒所受离心力与粒径的三次方成正比，而所受径向气体阻力仅与粒径的一次方成正比，因而大粒径比小粒径更易捕集。除尘效率随着尘粒真密度的增大而提高，密度小难分离，除尘效率下降。4、气体温度和粘度  气体粘度随温度升高而增大，而分割粒径又与粘度的平方根成正比，因而旋风除尘器的除尘效率随 气体温度与粘度的增加而降低。5、除尘设备下部的气密性  除尘器内部静压从外壁向中心逐渐降低，即使除尘在正压下运行 ，锥体底部也可能处于负压状态。若除尘器下部不严而漏入空气，会把已落入灰斗的粉尘重新带走，使除尘效率明显下降
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