环保设备设计基础4_旋风除尘器

原创 2020-02-24 11:56  阅读

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  环保设备设计基础 刘敏毅 旋风除尘器 旋风除尘器也称作离心力除尘器,是利用含尘气流作 旋转运动产生的离心力把尘粒从气体中分离出来的装置。 在通常情况下,旋风除尘器能捕集5μm以上的尘粒,其除 尘效率可达90%以上。 主要内容 ? ? 1、旋风除尘器的工作原理和分离理论 (1)工作原理 (2)气体流动状况(3)临界粒径与分 离理论 2、旋风除尘器的分类 3、旋风除尘器的设计计算 4、影响旋风除尘器性能的主要因素 (1)几何尺寸(2)操作条件 (3)固体粉尘的物理性 质 5、旋风除尘器的选用与运行维护 (1)旋风除尘器的型号(2)旋风除尘器的选用(3) 旋风除尘器的设计 ? ? ? ? ? ? ? 1、旋风除尘器的工作原理和分离理论 ? 普通旋风除尘器是由进气筒、筒体、锥体和 排气管等组成 气流沿外壁由上向下旋转运动:外涡旋.少量 气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转: 内涡旋 上涡旋——气流从除尘器顶部向下高速旋转 时,一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转 向上,到达顶部后,再沿排出管外壁旋转向 下,最后被到达顶部的上升气流从排出管排 出。 气流运动包括切向、轴向和径向:切向速度、 轴向速度和径向速度 切向速度决定气流质点离心力大小,颗粒在 离心力作用下逐渐移向外壁 到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿 壁面落入灰斗 ? ? ? ? ? ? h0 ?: 2、旋风除尘器内的速度场和压力场 ? ? 切向速度 外涡旋的切向速度分布:反比 于旋转半径的n次方 此处n≤1, 称为涡流指数 ? ? 旋风除尘器交界面性能 交界圆柱面的高度 ?D h0 ? l ? 2.3d e ? ? A ? 2 1/ 3 ? ? ? ? 交界圆柱面的直径 交界圆柱面的切向速度 ? d0 ? 0.7de n ?D? vT 0 ? v1 ? ?d ? ? ? 0? 在内、外涡旋的交接面上,当FC=FD时,有 ? 所以分割粒径的表达式为 dc50越小,说明除尘效率越高,性能越好。旋风除尘器的 除尘效率随切向速度和粉尘密度的增加、径向速度和排出 管直径的减小而增加,其中起主要作用的是切向速度。 ? ? ? 径向速度 假定外涡旋气流均匀地经过交界圆柱面进入内涡旋, 则平均径向速度 ——r0和h0分别为交界圆柱面的半径和高度 ? ? 压力分布 旋风除尘器内的全压和静压 的径向变化非常显著,由外 壁向轴心逐渐降低,周新出 静压为负值,负压一直延伸 到锥体底部后达到负压最大 值(-300Pa)。有图是除尘 器在正压(900Pa)条件下 得到 如果除尘器在负压下工作,其底部的负压值会更大。所 以,旋风除尘器底部一定要保持严密,如果不严密就会从底 部吸入大量外部空气,形成一股上升气流,将已分离出来的 一部分粉尘重新带出除尘器,使除尘效率大幅度降低。 旋风除尘器的性能指标 (一)旋风除尘器的除尘效率 计算分割直径是确定除尘效率的基础 旋风除尘器分级效率曲线% 的粉尘粒径为半分离直径或分割直径 dc50。 (2)临界粒径dc愈小,除尘效率愈高。 (3)一般而言:dp(100%)≈2-3dc(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。 ? ?Gc ?d ? ?100% ?G0 ? ? 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 ? ? ? ? 1 n ?1 ? ? ? dp ? ?d ? 1 ? exp? ? 0.693 ?d ? c 50 ? ? ? ? ? ? ? ?d Pi / d c ? ?i ? 2 1 ? ?d Pi / d c ? 2 D——旋风器的直径 ?3、分级效率与总除尘效率关系 ?T ? ?? pi f di i ?1 n 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 ?: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 XLT XLT?A XLP?A XLP?B 5.3 6.5 8.0 5.8 旋风除尘器型式 ξ ? ? 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,申博开户网站。几 何相似放大或缩小,压力损失基本不变 。 ? 操作运行中可以接受的压力损失一般低于2kPa 。 旋风除尘器类型 1、按除尘效率和处理风量分: (1)高效旋风除尘器:筒体直径较小(900mm),效率高: 95%。K=6-13.5 (2)高流量旋风除尘器:直径较大(1.2-3.6m),处理流 量大。除尘效率:50-80%。K3 (3)通用旋风除尘器:K=4-6,除尘效率:80-90% 相对截面比(K): 进气口截面面积和筒体截面面积之比。 2、按气流导入情况分: 进气方式有切向导入式和轴向导入式两大类,同时根 据气流进入旋风除尘器后的流动路线(反转、直流)或二 次风的形式,可分为下列几种 ? a、切流反转式旋风除尘器:常见的型式,含尘气体由筒体 的侧面沿切线方向导入。根据不同的进口型式又可分为蜗 壳进口、螺旋面进口和狭缝进口。 ? b、轴流式旋风除尘器:利用导流叶片促进气流在旋 风除尘器内旋转,在相同的压力损失下,能够处理的 气体流量大,且气流分布较均匀,主要用于多管旋风 除尘器和处理气量大的场合。根据气体在旋风除尘器 内的流动感情况,可分为轴流反转式(f)、轴流直 流式(g) ? 轴流直流式旋风除尘器的压力损失最小,尤其适 用于动力消耗不宜过大的地方,但除尘效率较低。 3、按排气方式分 可分为轴向排灰和周边排灰两种。轴向排灰最为常见,包 括切向进气—轴线排气(图a)和轴向进气—轴向排气(图c) 两种,其清除下来的粉尘集中由

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