旋风除尘器复习题（精选8篇）
旋风除尘器复习题 篇1
试卷
旋风除尘器复习题
一、选择题：
1、旋风除尘器又称旋风分离器，是利用旋转的气体流的（D）使粒子从气体中分离出来的设备。
A、重力及离心力
B、重力
C、风力
D、离心力
2、旋风除尘器工作过程中，当含尘气体由切向进气口进入旋风分离器时气流将由直线运动变为（B）。A、曲线运动
B、圆周运动
C、变速运动
D、不确定
3、旋风除尘器的性能包括分割粒径、除尘效率、阻力损失、（A）等。A、漏风率
B、漏尘率
C、离心力损失
D、重力除尘
4、旋风除尘器的除尘效率与尘粒的粒径有关。粒径越大，效率（B）。
A、越低
B、越高
C、与粒径无关系
5、影响旋风除尘器效率的因素有（A）、除尘器的结构尺寸、粉尘粒径与密度、气体温度和黏度、除尘器下部的气密性、旋风除尘器的进口型式。
A、入口流速
B、出口流速
C、除尘器材质
D、以上选项都包括。
6、旋风除尘器的阻力主要由进口阻力、旋涡流场阻力和（C）三部分组成，A、通风阻力
B、流动阻力
C、排气管阻力
7、多管旋风除尘器是指多个（D）组成一体并共用进气室和排气室以及灰斗而形成多管除尘器。
A、旋风子串联
B、排气管串联
C、排气管并联
D、旋风子并联
8、旋风除尘器一般常用的入口气速在（C）间。
A、15-20 m/s B、10-20 m/s C、14-20 m/s D、14-25 m/s
9、（A）为最普通的一种进口型式，制造简单，旋风除尘器外形尺寸紧凑。A、切向进口
B、螺旋面进口
C、蜗壳式进口
D、轴向式进口
10、我厂复合肥车间五系旋风除尘器进口型式为（A）
A、切向进口
B、螺旋面进口
C、蜗壳式进口
D、轴向式进口
二、判断题：
1、旋风除尘器的工作过程是当含尘气体由切向进气口进入旋风分离器时气流将由直线运动变为曲线运动。（×）
2、旋风除尘器中旋转下降的外旋气体到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高，尘粒所受离心力也不断加强。（√）
3、当气流到达锥体下端某一位置时，即以同样的旋转方向从旋风分离器中部，由下反转向上，继续做螺旋性流动，即外旋气流。（×）
4、旋风除尘器的分割粒径越小，表明除尘器的分离性能越好。（√）
5、除尘效率随着尘粒密度的增大而提高，密度小，难分离，除尘效率下降。（√）
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试卷
6、旋风除尘器的除尘效率随气体温度或黏度的增加而提高。（×）
7、常用的排气管有两种形式：一种是下端收缩式；另一种为直筒式。（√）
8、旋风除尘器运行管理的基本要求是：稳定运行参数；防止漏风；预防关键部位磨损；避免粉尘的堵塞。
（√）
9、旋风除尘器漏风有三个部位：除尘器进、出口连接法兰处；除尘器本体；除尘器卸灰装置。（√）
10、旋风除尘器的故障多半是由于磨蚀、堵塞与腐蚀引起的。（√）
三、多选题
1、旋风除尘器的优点有（ABCD）
A、设备结构简单
B、设备紧凑
C、造价低
D、维修方便
2、旋风除尘器按入口方式分为：（ACD）
A、切线入口
B、螺旋面入口
C、蜗壳式入口
D、轴流入口
3、引起旋风除尘器漏风的原因有哪些（ABC）
A、除尘器进出口连接法兰处的漏风主要是由于连接件使用不当引起的；
B、除尘器的本体漏风的原因主要是磨损,根据现场经验，当气体含尘质量浓度超过10g/m3时，在不到100天的时间里可能磨坏3 mm厚的钢板；
C、卸灰装置的漏风是除尘器漏风的又一个重要方面。卸灰阀严密性稍有不当即产生漏风。D、旋风除尘器自身磨损。
4、普通旋风除尘器的组成部分有（ABCD）
A、筒体
B、锥体
C、进气管与排气管 D、排灰口
5、旋风除尘器的除尘效率与尘粒的（A）有关。粒径（C），效率越高。A、粒径
B、密度
C、越大
D、越小
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旋风除尘器复习题 篇2
1 旋风除尘器基本情况概述
1.1 旋风除尘器的基本工作原理
图1为旋风除尘器的一般形式, 它由圆筒、圆锥体、进气管、顶盖、排气管及排灰口组成。
含尘气流由进气口以较高的速度沿切线方向进入除尘器内, 在圆筒体与排气管之间的圆环内作旋转运动。形成旋转向下的外旋流, 这股气流受到随后进入的气流的挤压, 继续向下旋转 (实线所示) , 由圆筒体到圆锥体一直延伸到锥体底部。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁, 并随外旋流转到除尘器下部, 当其再不能向下旋转时就折转向上, 随排气管下面的旋转气流 (虚线所示) 上升, 然后由排气管排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。实际的旋风除尘器内的气流状况是非常复杂的。
1.2 旋风除尘器的应用范围及特点
旋风除尘器适用于净化>5～10μm的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费和阻力较低 (0.1～0.2 MPa) 的净化设备, 在净化设备中应用较为广泛。
1.3 旋风除尘器的分类
(1) 按旋转情况, 从顶视可分为右旋转 (顺时针) S型和左旋转 (逆时针) N型两种;
(2) 按出口的连接方式可分为带有出口蜗壳的X型和不带出口蜗壳的Y型两种。这样, 可以组成SX型、SY型、NX型和NY型4种不同形式;
(3) 按处理风量和效率的不同, 可分为通用旋风除尘器和高效旋风除尘器;
(4) 按清灰方式可分为干式和湿式, 干式即靠粉尘自身的重力落于灰斗中, 而湿式是通过喷水或淋水的办法, 将内壁上的粉尘冲洗到灰斗中;
(5) 按进气的方向和排灰的方向, 又可分为4大类:1) 切向进气, 轴向排灰。采用切向进气可以获得较高的离心力, 清除下来的粉尘集中由下部排出, 这是应用最广泛的一种旋风除尘器;2) 切向进气, 周边排灰;3) 轴向进气, 轴向排灰;4) 轴向进气, 周边排灰。
2 旋风除尘器总体设计
旋风除尘器的总体高度由于受某药厂房间高度及自身设备排风口位置的限制, 不能超过2.1 m, 进风口高度1.8 m, 这样就对旋风除尘器的总体参数产生了一定影响, 进而影响了除尘效果。
根据这些具体情况, 采用NY型即左旋不带出口蜗壳、切向进气轴向排灰、干式清灰的除尘器形式, 主要有以下几点考虑: (1) 由于受高度限制不带出口蜗壳, 可以降低制造难度, 减少加工成本; (2) 采用左旋逆时针的安装方式, 主要是考虑与用户的设备连接方便, 也可以减少排风管路弯头数量, 降低管路风阻, 便于安装, 使用户使用维护比较方便。
3 操作条件对旋风除尘器性能的影响
3.1 入口风速
入口风速V入对阻力和效率的影响很大。从减低阻力角度来看, 希望V入低些;从提高处理风量和效率角度来看 (因为可以通过增加旋风除尘器的筒身直径来提高除尘效率) , V入高些较好。但V入超过一定限度, 阻力激增, 而效率增加甚微, 因而筒身直径不能无限增加, 应当根据具体情况选取最佳的V入数值。最佳入口风速因除尘器的结构和处理气体温度的不同而异, 经验值V入=12～18 m/s, 实际的流速根据计算, BG350包衣机进风最大流量为4 000 m3/h, 管路横截面直径300 mm, 因此, 管路内最大流速为15.7 m/s, 属于合理范围。
3.2 气体温度
温度不同引起气体的比重和粘滞系数变化。当温度高时, 气体比重减小, 但粘滞系数增高。比重减小使阻力降低, 而粘滞系数增高, 使粉尘粒子沉降速度降低, 导致效率降低。空气与粉尘相比, 比重很小, 一般忽略其影响。只在处理高温气体时, 选取稍高的V入值。
3.3 气体的湿度
气体的湿度在露点以上, 对除尘器工作影响不大;如果在露点以下, 则产生凝结水滴, 粉尘粘于壁上, 使除尘器堵塞。如气体含有二氧化碳等腐蚀性气体时, 对除尘器又会产生腐蚀。为了保证气体温度高于露点20～25℃, 要采取有效的保温措施。
3.4 粉尘的比重和粒度
粉尘的比重和粒度对阻力几乎没有影响, 但对效率的影响极大。粉尘比重大、粒度粗时, 各种旋风除尘器都可得到较高的效率;而粉尘比重小、粒度细时, 效率则大大降低。
3.5 气体的含尘浓度
气体的含尘浓度对效率和压损都有影响。含尘浓度高时, 在一般情况下, 表现出的净化效率也高。由于粉尘粒子摩擦损失增加, 气流旋转速度降低, 阻力也有下降趋势。旋风除尘器用于净化高含尘浓度的气体或第一级净化较为合适。
3.6 旋风除尘器的制造质量
旋风除尘器的制造质量, 对阻力和效率都有很大影响, 要注意以下问题: (1) 内外筒及锥体等必须同心; (2) 严密不得漏风; (3) 除尘器内壁应当光滑, 器体内部不应有阻碍气流旋转的障碍物。
4 设计参数的确定及一些问题
旋风除尘器的主要具体参数包括: (1) 入口的尺寸即进口面积; (2) 筒身的直径及高度。
以上几个因素决定了气体的入口速度、旋风除尘器的制造质量及旋风除尘器自身的阻力, 因此就决定了整套系统的处理风量和效率, 至关重要。合理选择这些参数有一定的难度, 因为每个参数都能影响整套系统的实际运行情况, 而且它们之间又互相联系互相影响。每个尺寸的增加和减少, 不是无限的, 达到某一程度后, 其影响会显著减少, 甚至有可能因其他因素的影响而由有利因素转变为不利因素, 有的因素对效率有利, 但对阻力不利, 必须做到兼顾。
4.1 旋风除尘器的进口面积
旋风除尘器的进口面积对除尘器有很大的影响。进口面积相对于筒体截面小时, 进入除尘器的待处理气流的切线速度较大, 有利于粉尘的分离。由于我们进排风管道的直径为300 mm, 因此选择进风口为圆内接矩形, 在面积不变的情况下, 长宽比越大越有利于提高粉尘的分离, 但长宽比过大则阻力也会增大。因此, 选择进口长宽比约为2.5, 筒体断面积与进口面积比在工程上用一个常数K表示, 称为相对断面比。筒身直径为550 mm, 计算得K为18, 属于高效旋风除尘器 (K>6) 。
4.2 进入方向涡流的处理
另外, 由于高的相对断面比及长宽比, 含尘气体在进入旋风除尘器时, 会在进口处产生涡流现象, 主要有径向涡流和轴向涡流2种。此外, 还有一些由主气流产生的小涡流, 这些都会对除尘效果产生不利的影响, 但影响最大的还是径向涡流即垂直于含尘气流的进入方向的涡流。为了消除它对除尘效果的不利影响, 在设计上将旋风除尘器顶盖做成向下倾斜的螺旋线切线形, 下倾斜螺旋线的切线入口的倾斜角为15°, 角度的选择也符合试验值, 前苏联采用的最广泛的也是下倾式螺旋形切线入口。
4.3 旋风除尘器的外壳
旋风除尘器的外壳由圆筒体和下锥体组成。理论上讲, 旋风除尘器高度越高, 气流在其中的旋转圈数就会越多, 当然停留时间也越长, 阻力有所降低, 除尘效率因而提高, 这已经为试验所证实, 但每一个参数并不是可以无限增加或减少的, 旋风除尘器的高度也不例外。因为如果圆筒体太高, 含尘气流的旋转速度就会随着高度的增加而逐渐下降, 到了除尘器圆锥部位底部的时候, 速度甚至会降到0, 因而离心力将全部消失, 旋风除尘器的筒身直径对除尘效率也有很大影响, 在阻力一定的情况下, 直径越小, 除尘效率会越高。根据公式F=mv2/r, 随着旋转半径的减小, 离心力会增加, 离心加速度也会增加, 因此, 粉尘的旋转速度会增加, 在阻力一定的条件下, 除尘效率会提高。且旋转除尘器的直径增加, 入口风速也要相应提高, 但是, 由于待处理粉尘的入口风速提高, 相应受到的阻力也会增大, 而阻力与风速的平方是成正比例, 为了把阻力限制在一定的范围之内, 入口风速也不能太高, 因此, 除尘器的直径也就不能无限增加, 否则就不能保证必需的除尘效果。
一般筒身高度与直径的比接近2, 实际设计时的尺寸为直径550 mm, 高度为1 650 mm, 主要是考虑XX型高效包衣机的进风流量比较大, 入口速度较高 (15.7 m/s) , 因此高度选择适当加高。
5 实际应用情况
实际应用情况可以用图2、图3来解释。从中可以看出:经过旋风除尘器的粉尘颗粒直径明显要小于未经过旋转除尘器的颗粒直径, 这正说明了旋转除尘器适用于颗粒直径>5μm的粉尘颗粒的除尘。一般用于除尘系统的初效过滤。
6 结语
由于自身技术水平有限以及设计时间比较紧张等, 仅仅考虑了入口风速的影响, 没有对影响除尘效果的各种因素进行全面深刻的分析, 对气体及粉尘本身的物理及化学性质也没有作实质性的分析, 比如, 气体的流速、温度、密度及粘性的影响, 粉尘的密度、颗粒大小及浓度的影响, 这些因素都会对参数选择产生影响, 因而会影响实际的除尘效果。因此, 在以后的设计改进中, 要尽可能对上面的因素作全面而细致的考虑。只有这样, 才能给用户提供可靠的产品, 让用户获得满意的使用效果。
参考文献
[1]谭天佑主编.工业通风除尘技术.北京:中国建筑工业出版社, 1984
[2]鞍山黑色冶金矿山设计研究院编.除尘设计参考资料.沈阳:辽宁人民出版社, 1978
[3]实用药物制剂技术.北京:人民卫生出版社
旋风式吸尘器 篇3
日立家电公司日前推出了新款轻型旋风式吸尘器“CV-SU7000”，通过采用碳纤维强化树脂（CFRP），吸尘器的吸头部分可轻松提起来。售价在8万日元左右
蝙蝠车
29岁的美国人Casey Putsch，以电影《蝙蝠侠》中的蝙蝠战车为灵感，打造了世界上第一架以涡轮机引擎推动的蝙蝠车，时速180英里
陶瓷手机
这款手机由电子部件与陶瓷外壳结合而成，经1300多度高温烧制而成
带翅膀的汽车
俄罗斯前飞行员Valery Bulgakov改造的一款汽车，可以像飞机一样飞行和着陆，能飞行3米的高度，最大时速可以达到95公里/小时
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英国游艇岛设计公司发布名为“热带小岛天堂”的新游艇设计图，该游艇长295英尺，可容纳10名游客，自带人造火山和瀑布
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百利达日前推出了可测量能量消耗的运动量测量仪新品，分为“卡路里减肥”和“卡路里女士”，可以随时测量你所消耗的能量
早餐香水
早上起来吃什么早餐？培根或许是一个不错的选择，现在有调香师把培根的这种味道制成了香水，喷一喷，恐怕会使旁人感到饥肠辘辘
滑板行李箱
旋风除尘器除尘效率的提高及改进 篇4
论旋风除尘器除尘效率提升及改进
Theory of dust cyclone dust removal efficiency improvement and improvement
作者：赵德政
摘要：在旋风除尘器筒体中部，安装筒状钢板网整理稳固气流流型，主要不是过滤作用，重点是整理涡旋流型、延长筒体、增加旋转时间提高除尘效率。
Abstract: in the dust cyclone central cylinder, installation tubular steel nets tidy stable airflow pattern, not filter function, the key is to finishing vortex flow type and prolong barrel, increase rotation time to improve the dust removal efficiency.关键字：旋风除尘 网状装置 整理流型 提高效率
Key word: cyclone dust、reticular device、arrangement flow type、improve efficiency 引言
旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。普通旋风除尘器由简体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从业体重分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。大多用来去除.3μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率。旋风 旋风除尘器效率的提升和改进
除尘器结构简单、体积小、使用维修方便在通风除尘工程中广泛应用。
一、旋风除尘器除尘效率的因素分析
1)旋风除尘器内气流与尘粒的运动
普通的旋风除尘器是由筒体、锥体、和排出管三部分组成，如图。含尘气流由切线进入除尘器后，延外壁由上向下作旋转运动，这股向下旋转的气流为外旋流。外旋流到达锥体底部后，转而向上，延轴心向上旋转，最后经排出管排出。这股向上的气流称为内涡旋。向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。气流作旋转运动时尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，延壁而落入灰斗。
气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力发生下降。一部分气流会带着细小的尘粒延外壁转向上，达到顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，从排出管排出。这股旋转气流称为上涡旋。
实际旋风除尘器的气流是很复杂的，除了切向和轴向的运动外，还有径向的运动，外涡旋的径向速度是向心的，内涡旋的径向速度是向外的。
2)切向速度和径向速度
涡旋的切向速度是随半径的减小尔增加，内涡旋的切向速度是随半径的减小而减小，径向速度沿高度的分布是不均匀的，上部大下部小。
外涡旋气流的向心运动对尘粒的分离是不利的，有些细小的尘粒会在向心气流的带动下进入内涡旋，然后从排出管排出。
3)旋风除尘器的计算
外涡旋内的尘粒在径向受到的力 = 惯性离心力 + 向心运动的气流对尘粒的作用力
如果惯性离心力大于向心运动的气流对尘粒的作用力，尘粒在惯性离心力的作用下向外壁移动;如果惯性离心力小于向心运动的气流对尘粒的作用力，尘粒在向心气流的推动下进入内涡旋，最后排出除尘器。
二、影响旋风除尘器性能的因素 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。在使用时应注意，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。3.1.1 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 旋风除尘器效率的提升和改进 的分离。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，简体直径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，但若简体直径选择过小，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它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，并联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。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。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。5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。6 流速
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。旋转的路程越长效率越高。7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 旋风除尘器效率的提升和改进
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，粉尘应在交界面上不停地旋转。
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。
三、除尘器结构改进
由于除尘器中间深入的侯部3采用钢板风管，喉部的长短影响除尘器的效率，太短了没有流型太长了就会将尘粒从出口吹出风道，反而启不到除尘的作用。鉴于此原因同时又为了更好的组织空气进入除尘器中的流型保证较高的离心力，因此可设想在旋风除尘器中间的喉管延伸处4采用钢板网制作形成一个有过滤作用的假想的圆柱喉管，这样既方便施工和工业制作，又有较好的流型和流道可很好的提高旋风除尘器的整体效率，对锅炉除尘等旋风除尘设备是个较好的改进，中间的钢板网密度和网孔目数要根据粉尘大小和湿度情况进行实验后确定。同时钢板网的进伸长度要以不阻挡风量为准。同时由于在中间设置网状主体保证了气流的稳定性，还可延长旋风除尘器的5筒体长度，是尘粒在筒内的行程更加延长，这样就可大大提高除尘器的效率。还可以减少二次扬尘，而且使高速旋转的上、下灰环消失，提高了除尘效率。
四、改进的旋风除尘装置工业意义和对环保节能降耗的影响 旋风除尘器效率的提升和改进
1)2)3)4)设备改动小易实现成本低。
工业应用广泛，产生的社会和环保效益显著。
减少下级湿式和布袋的除尘量，降低风机耗电量。现阶段节能降耗的重大突破。
五、结语
旋风除尘器复习题 篇5
旋风除尘器|多管旋风除尘器|扩散式旋风除尘器-XD-Ⅱ型多管旋风除
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。
一、旋风除尘器的结构与原理
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。切流反转式旋风除尘器工作时含尘气体通过进口起旋器产生旋转气流，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。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的作用下移向外壁，在气流和重力共同作用下沿壁面落人灰斗，去除了粉尘的气体汇向轴心区域由排气芯管排出。
旋风除尘器与其他除尘器相比，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5～10μm以上的尘粒，其除尘效率可达90%左右。多管旋风除尘器的性能通常以其处理量、效率、阻力降3个主要技术指标来表示。处理量系指除尘装置在单位时间内所能处理的含尘气体量，它取决于装置的型式和结构尺寸;效率是除尘装置除去的粉尘量与未经除尘前含尘气体中所含粉尘量的百分比;阻力降有时称压力降，它代表含尘气体经过除尘装置所消耗能量大小的一个主要指标。压力损失大的除尘装置，在工作时能量消耗就大，运转费用高。许多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。
二、影响除尘器效果的因素
(一)、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。在使用时应注意，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、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。
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，简体直径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，但若简体直径选择过小，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它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，并联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。
3、排气管直径和深度
旋风除尘器复习题 篇6
采用自制的.短锥旋风除尘器系统对粉煤灰中的炭进行回收试验,取得了较好效果,粉煤灰沉砂可燃物的含量由原灰的29.42%提高到40.86%,采出率为56.76%.
作 者：邱跃琴 张覃 陈楠 作者单位：邱跃琴,张覃(贵州工业大学,矿业学院,贵州,贵阳,550003)
陈楠(煤炭科学研究总院,上海分院,上海,30)
旋风除尘器复习题 篇7
新型螺旋筒式旋风除尘器的工作原理是:运用离心力的作用从气流中把粉尘颗粒分离出来, 荒煤气 (烟气) 气流由导入口进到积压分配室内, 气流得到积压缓冲、减速后, 分配给各旋流筒, 在旋流筒内气流加速, 并与旋流室内壁形成一定的角度, 进入旋流室内旋转。在离心力的作用下, 荒煤气中的粉灰从气体中分离。被分离出来的粉尘落到集灰室内, 经卸灰装置和无尘装车机装到车皮中运出。除尘后的煤气由导出口排出。
2 主要构成
新型螺旋筒式旋风除尘器主要由:积压分配室、螺旋筒、旋流室、集灰室、耐磨喷涂料、卸灰阀、热电偶、料位计、卸灰装置等组成。
3 主要技术参数
(1) 处理风量:80000～1000000m3/h (450m3-5500m3高炉) ;
(2) 工况压力:0.08-0.3MPa;
(3) 工况流速:15-22m/s;
(4) 除尘效率:75-85%;
(5) 除尘器阻力:1000-2000Pa;
4 耐磨喷涂料
4.1 喷涂料简介
由于旋风除尘器内、外旋流的作用, 对除尘器的壳体产生了冲刷, 使除尘器壳体磨损严重。针对这一现象, 对除尘器的磨损部位喷涂相应的涂料。MBS-60和MBS2-60耐磨、保温、耐酸不定型喷涂料, 是针对高炉除尘工艺系统中的旋风除尘器研制开发的。它的理化指标非常适用于高炉荒煤气的除尘, 成本适宜, 实用效果好。高炉荒煤气中的灰尘 (俗称"瓦斯灰") 含有弱酸性。因此, 要求耐磨喷涂料要有一定的抗弱酸性。根据实际考察, 通常的耐磨材料都是高铝子产品, 因为这些产品未经高温定型, 抗酸性很差。在实际应用中不是被磨掉了, 而是基料被酸浸蚀而脱落了。除尘设备是用钢结构制成, 如要保证钢结构的强度, 刚度等指标, 使用温度不宜过高。炼铁设备中的TRT发电机在荒煤气温度差过大的情况下, 易产生结露现象, 对炼铁生产是很有害的。因此喷涂料必须有一定的保温性能。通常的高耐磨性喷涂料密度都在3g/cm3左右, 保温性能是很差的。我们生产的耐磨喷涂料密度在2g/cm3左右, 保温性能较好。喷涂料理化指标中的耐磨性能 (耐磨系数) 是很重要的指标, 它关系到设备的使用寿命。我们研制的耐磨喷涂料耐磨损失≤3cm3, 并对MBS-60喷涂料采用了专用铆固件。这样的设计可便于施工, 抗热胀冷缩产生的内应力、裂纹等现象。它还可以补偿喷涂料的形变。这种设计虽复杂, 但对于旋风除尘耐磨喷涂料的使用是很有好处的, 也可以提高使用寿命。
4.2 喷涂料理化指标
5 新型螺旋筒式旋风除尘器的优点
1) 结构简单;
2) 最大煤气流速较低, 对设备磨损相对较小;
3) 除尘器直段高度较大, 煤气流在除尘器内停留的时间较长, 有利于提高除尘效率;
4) 旋流通道较长, 有利于气流的提速及粉尘的分离;
5) 旋流通道角度较小, 使气流切向速度较大, 增加气流在除尘器内的离心作用, 有利于提高除尘效率;
6) 入口煤气冲击锥体, 相对阻损较小;
7) 除尘效率较高;
8) 与重力除尘器比较, 减小了一半的占地空间。
6 应用
6.1 鞍钢炼铁总厂4#高炉
鞍钢炼铁总厂针对以往高炉荒煤气处理采用重力除尘器效率低的问题, 4#高炉这次大修选用了新型螺旋筒式旋风除尘器。4#高炉于2006年12月2日投产, 该除尘器同时投产。该除尘器达到了设计要求, 具有结构简单, 运行可靠, 除尘效率高的特点, 除尘效率达到80-85%, 而重力除尘器的除尘效率为45-50%。该除尘器的使用, 使高炉荒煤气的处理工艺更加合理, 尤其是对采用干法处理荒煤气的工艺效果更好。
6.2 宁波钢铁有限公司炼铁厂2#高炉
该公司2#高炉安装了新型螺旋筒式旋风除尘器, 于2008年5月份投产, 设备运行正常, 没有明显的磨损, 达到80%以上, 减轻了布袋除尘器的负担, 延长了布袋除尘器的寿命, 该除尘器使用到2008年11月20日没有发现布袋损坏。同时该设备维修量小, 运行6个月只是开人孔检查磨损, 没有进行过检修。同该公司1#高炉蒸喷塔比较, 配套的辅助设备少, 减少了加药、循环水等运行费用。设备运行达到了设计要求。
6.3 山东泰山钢铁集团有限公司炼铁厂4#高炉
该公司4#高炉原设计为重力除尘设备, 由于多年使用, 除尘效率已小于40%, 对于干法除尘影响很大, 特别是布袋更换频繁。自从2008年1月22日把重力除尘器改为新型螺旋筒式旋风除尘器以来, 一年期间除尘器除尘效率在80%-85%, 对于干法处理荒煤气的工艺使用效果良好。
6.4 山东钢铁集团济南钢铁股份有限公司4#高炉
该公司4#高炉炉容3200m3, 于2010年8 月3日投产, 设备运行良好, 除尘效率达到80%-85%, 大大减轻了布袋除尘器的负担和检修维护量。
结束语
经生产实践可知, 这种设备完全可作为重力除尘器的替代产品。随着该除尘器工艺设备及耐磨材料的不断完善和发展, 必将为我国冶金行业的技术进步做出新的贡献。
参考文献
旋风除尘器复习题 篇8
关键词：两相流,旋风除尘器,颗粒轨迹,数值模拟
旋风除尘器, 又称为旋风分离器, 是一种利用气流在旋转运动中产生的离心力来去除气流中固体颗粒的设备。其具有结构简单、内部无运动部件、制造容易、造价和运行费用较低、操作维修方便、对大于10μm的粉尘颗粒有较高的除尘效率等优点, 所以在石油化工、燃煤发电、和环境保护等诸多行业中应用广泛, 成为最常用的一种分离、除尘设备。随着计算机性能的提高, 关于旋风除尘器内部流场的数值模拟研究报道日益增多[1,2,3,4,5,6,7,8], 通过对旋风除尘器内部流场的数值模拟, 不仅能考查湍流模型的适应性和通用程度, 而且对研究旋风除尘器分离机理和提高除尘器性能大有帮助。工业上广泛应用的各型旋风除尘器对粒径小的颗粒捕集能力不够理想。因此, 为了更好的适应工业实际需要, 本文提出了一种新型的旋风除尘器结构, 并通过数值模拟方法就其流场和性能进行研究, 有益于了解旋风除尘器的分离机理和内部流场的复杂运动规律, 提高旋风除尘器的除尘效率, 改善和优化旋风除尘器的结构具有重要意义。
1 旋风除尘器两相流场的数学模型
鉴于旋风除尘器内部流场主要为三维强旋流, 并同时具有湍流各向异性的特点, 适合采用RSM模型, 采用Fluent软件提供的Reynolds应力模型 (RSM) 来模拟旋风除尘器内部流场。
Reynolds应力输运方程为:
方程式中第一项为瞬态项, 其他各项依次为:Cij:对流项;DT, ij:湍流扩散项;DL, ij:分子粘性扩散项;Pij:剪应力产生项;Gij:浮力产生项;Φij:压力应变项;εij:粘性耗散项;Fij:系统旋转产生项。
上式各项中, Cij、DL, ij、Pij与Fij都只包含二阶关联项, 不必处理。而DT, ij、Gij、Φij和εij含有未知关联项, 所以需要建立各项的模型方程以使方程组封闭, 相应模型方程如下:
湍流扩散项
式中:μt是湍动粘度, 系数σk=0.82
浮力产生项
式中:T是温度, Prt是能量的湍动普兰托数, 取Prt=0.85, gi是重力加速度在第i方向的分量, β是热膨胀系数。
压力应变项
其中, Φij, 1是慢的压力应变项, Φij, 2是快的压力应变项, Φij, w是壁面反射项。
其中, C1=1.8。
其中, C2=0.60, P=Pkk/2。
式中, C'1=0.5, C'2=0.3, Nk是壁面单位法向矢量的xk分量, d是研究的位置到固体壁面的距离, Cl=Cμ3/4/k, 其中Cμ=0.09, k=0.4187。
粘性耗散项
综合各方程, 最终得到封闭的Reynolds应力输运方程。
2 旋风除尘器的改进措施
旋风除尘器一般采用的进口形式为切向送入, 气流进入筒体后截面积立即扩大, 降低了旋流速度的同时也降低了粉尘颗粒的惯性, 不利于气固分离。此外, 排气管插入的深度与除尘效率也有直接关系:插入加深, 效率提到, 阻力加大;插入变浅, 效率降低, 阻力减小。根据以上因素及前人经验, 对旋风除尘器的改进措施如下:
(1) 进气管采用处理气量大, 压力损失小的蜗壳式进口, 这使得进入筒体的气流宽度逐渐变小, 减少气流对筒体内气流的撞击和干扰, 缩短了颗粒向壁面移动的距离, 同时增大了进口气体与排气管的距离, 降低气流的短路几率的同时又提高了除尘效率。
(2) 采用180°蜗壳, 保证了气流为旋转流, 增大了气流旋转的离心力, 提高了尘粒的惯性, 缩短了尘粒沉降的时间。
(3) 排气管下端与进气管道底部齐平, 考虑到小粒径尘粒的捕集效率, 将排气管下端设计为收缩口。
改进后旋风除尘器的效果及结构尺寸如图1、图2所示。
3 改进式旋风除尘器两相流场数值分析
3.1 改进式旋风除尘器内部流场变化规律
改进式旋风除尘器与典型旋风除尘器内部流场的运动规律均为三维强旋转湍流流场。但是, 由于进气口与排气管的结构的改进, 所以主要特征量的分布情况会有所变化。
图3是轴向截面上的切向速度和轴向速度分布图。由图中可见各分速度呈现的分布情况对称性较好。由于蜗壳式进口的设计, 避免了气流对排气管外壁的冲刷, 防止了湍流扰动。由于排气管下端的收缩设计, 使内旋范围较改进前有所减小。轴向速度在旋风除尘器中心区域较小, 这是由于内旋为上升气流, 低速现象是上升流的滞流。
图4是轴向界面上的静压力、动压力和总压力分布图。由图可见, 改进式旋风除尘器进气管与排气管构造的改变对于压力的分布影响较为显著:在除尘器分离空间内, 各压力分布轴对称性较好, 动压分布明显。静压和总压变化规律沿轴向基本没有变化, 沿径向由外向内递减, 即外旋较高, 内旋较低。从整体看, 旋风除尘器中心部位, 自上而下, 直至灰斗, 各项压力都可以达到最低。
综合速度、压力分布规律, 改进式旋风除尘器切向速度的分布具有外部自由涡, 内部强制涡的组合涡特点。在分离区域内, 改进式旋风除尘器的切向速度较大, 内部离心力场有所增强, 使颗粒更易于向壁面运动, 有利于分离, 进而提高除尘效率。
在分离空间内, 改进式旋风除尘器中心区域的静压分布较低, 而外部区域的静压分布则较高。整体分布规律为外部高, 中心低, 且会出现负压。同时, 改进式的旋风除尘器内部的高静压力可以避免除尘器锥体发生反混现象, 有利于增强分离效果。但改进式旋风除尘器各相应位置的总压都较大, 径向总压差也略大, 这说明改进式旋风除尘器内的压力场较强, 在同样操作条件下的所需的能耗较大。
3.2 改进式旋风除尘器颗粒轨迹模拟
保持之前的边界条件和颗粒属性不变, 对改进式旋风除尘器的颗粒轨迹进行模拟, 等到不同颗粒轨迹示意图如图5:
由图5不同粒径颗粒轨迹对与改进前旋风除尘器内颗粒轨迹对比, 可以看出0.1μm和1μm颗粒轨迹追随性很好, 但是没有颗粒在到达底部之前进入内旋, 这说明改进式旋风除尘器对小颗粒粉尘的捕集效率较高, 而5μm和10μm的颗粒轨迹更证明了这一点, 因为此两种没有随内旋上升, 而是沿壁面螺旋下滑至灰斗, 被分离出来。同样的如30μm的大直径颗粒, 收到较大离心力作用, 被甩向壁面, 沿壁面滑入灰斗, 但运行时间较短。
4 结论
(1) 通过对两相流基本理论和常见湍流模型的研究, 针对旋风除尘器内部复杂流场的实际特性, 确定了适合旋风除尘器的数值模拟方法, 主要包括理论模型的选择、计算域网格的划分和数值计算方法的选择等。
(2) 改进式旋风除尘器采用180°蜗壳式进口, 以减少气流对筒体内气流的撞击和干扰, 降低气流的短路几率, 缩短了尘粒沉降的时间, 最终提高除尘效率;排气管下端与进气管道底部齐平, 并采用收缩口设计, 以减小小粒径尘粒的逃逸几率。
(3) 改进式旋风除尘器的切向速度较典型旋风除尘器的要大, 使颗粒更易于向壁面运动, 有利于分离, 进而提高除尘效率;改进式旋风除尘器内部静压较典型旋风除尘器有明显提高, 有效的避免除尘器锥体发生反混现象, 利于增强分离效果。同时, 总压都较改进前要大, 径向总压差也比改进后略大, 这说明改进式旋风除尘器内的压力场较强, 在同样操作条件下所需的能耗也较大。改进式旋风除尘器对小粒径颗粒 (5~10μm) 的捕集效率有所提高, 大粒径颗粒在旋风除尘器内的运行时间也较改进前缩短。
参考文献
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