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          旋風除塵器工作原理

          2022-02-16  來自: 安陽市凈海制塑環保設備有限責任公司 瀏覽次數:94
          糧食工業的初步除塵和風力輸送中的卸料器常常用到旋風分離器,該分離器又叫沙克龍分離器,該設備用在除塵上就是旋風除塵器。

          旋風除塵器是利用含塵氣流作旋轉運動產生的離心力,將塵粒從氣體中分離并捕集下來的裝置。旋風除塵器與其他除塵器相比,具有結構簡單、沒有運動部件、造價便宜、除塵效率較高、維護管理方便以及適用面寬的特點,對于收集5~10μm以上的塵粒,其除塵效率可達90%左右。廣泛用于糧食、化工、爐窯、煙氣等除塵和工廠通風除塵,也用于工業氣力輸送系統氣固兩相分離與物料氣力烘干回收等。此外,旋風除塵器亦可以作為高濃度除塵系統的預除塵器,能與其他類型高效除塵器串聯使用。旋風除塵器在糧食行業也得到了廣泛的應用,如原料輸送、加工、包裝等生產環節的除塵。

          1   結構與原理

          旋風除塵器按氣流進氣方式分為切流反轉式、軸流反轉式、直流式等。糧食行業除塵所使用的主要是切流反轉式旋風器。工作原理為:含塵氣體通過進口起旋結構產生旋轉氣流,進人旋風除塵器后,沿外壁自上而下作螺旋形旋轉運動,這股向下旋轉的氣流到達錐體底部后,轉而向上,沿軸心向上旋轉。氣流作旋轉運動時,塵粒在慣性離心力的作用下移向外壁并減速,在氣流和重力共同作用下沿壁面向下落入灰斗排出,去除了粉塵的氣體匯向軸心區域由排氣芯管向上排出。

          旋風除塵器

           1  切流反轉式旋風除塵器

          旋風除塵器

          2流體分速度的分布

          旋風除塵器的性能通常以其處理量、效率、阻力降3個主要技術指標來表示。處理量系指除塵裝置在單位時間內所能處理的含塵氣體量,它取決于裝置的型式和結構尺寸;效率是除塵裝置除去的粉塵量與未經除塵前含塵氣體中所含粉塵量的百分比;阻力降有時稱壓力降,它代表含塵氣體經過除塵裝置所消耗能量大小的一個主要指標。壓力損失大的除塵裝置,在工作時能量消耗就大,運轉費用高。

          2   流體流動狀態

          旋風除塵器的氣流是由切向、徑向及軸向構成的復雜紊流狀態(如圖2)。

          (1)切向速度:切向速度在內、外旋流中方向一致朝外。切向速度在內旋流中隨筒體半徑的減小而減小,在外旋流中隨筒體半徑的減小而增加,在內、外旋流的交界面處達到值。切向分速度使粉塵顆粒在徑向方向加速度的作用下產生由內向外的離心沉降速度,從而把粉塵顆粒推到圓筒壁依靠與筒壁的摩擦減速而被分離。

          (2)徑向速度:徑向速度在內旋流中方向朝外,在外旋流中方向朝內,在內、外旋流的交界面處形成一個假想的圓柱面。徑向分速度使得氣流在半徑方向由外向內推到中心部渦核而隨上升氣流排離旋風除塵器,形成了旋風分離器的主流,使得旋風除塵器中氣固相物質的較好分離。徑向分速度的存在也導致了內旋氣流在上升過程中流動狀態的極度混亂,湍動劇烈形成大量旋渦,把在沉降段(圓筒部份)已與氣體分離的塵粒重新又攪拌起來,造成部分塵粒被氣體一起排離旋風除塵器的二次揚塵現象,形成了旋風分離器的次流,結果使旋風分離器效率下降。旋風分離器的邊壁處和錐體氣旋的交換處是二次揚塵的主要區域。

          (3)軸向速度:軸向速度在筒體外壁附近方向朝下,靠近軸心部分方向朝上,且在軸心底部速度。當氣流由錐筒體底部反轉上升時,軸向速度會將已除下的粉塵重新帶走,形成返混現象,影響除塵效率。

          此外,由于軸向分速度和徑向分速度的存在,使得旋風除塵器在工作時經常形成上灰環和下灰環,其中下灰環對于粉塵顆粒捕集分離有一定的作用,而上灰環的存在使得原來已被捕集分離在圓柱體邊壁的粉塵先沿外筒壁向上移動,然后沿頂蓋向內移動,又沿內筒的外壁向下移,后面短路而排離旋風器,降低除塵效率。由此可見,克服分離器分離效果不好的辦法,從三方面著手,一是消除“上灰環”避免塵粒走短路;二是盡量減少氣體分離段的湍流,降低二次楊塵的機會;三是克服塵粒在分離段的負沉降運動(徑向運動)。