冲天炉烟气治理旋风除尘器方案

第一篇：冲天炉烟气治理旋风除尘器方案

冲天炉烟气治理方案

山西海邦环保有限公司

二零一二年四月

一、公司简介

山西海邦环保有限公司，是集开发设计、生产制造、设备销售、安装调试、技术服务于一体的专业化环保公司。技术力量雄厚，质量体系完善，专业从事环境保护事业的发展。近年来，研制开发了多项环保产品，对我省各类工企业环境治理作出一步贡献。

二、污染源的基本情况：

太谷作为我省玛钢产品的生产基地，玛钢企业的污染治理是当前急需解决的问题，玛钢厂的冲天炉是企业的主要设备，在冶炼铸造过程中，要产生大量的烟尘，浓度为5g/m3，粒径分布为5µm占80%，以氧化铁为主。并且产生高温，特别是点火半小时内，高温伴有火星排出，在此恶劣的环境下，给周边造成了严重的污染，给生产操作工人身心健康造成严重的损害，同时还存在火灾隐患，在当前形势下，国内外都把环保当成头等大事来抓，因此进行治理是非常必要的。

三、有关技术参数

10吨高炉的烟气排放量为35000m3/n，出口温度为800℃以上，粉尘浓度为5g/m3，除尘器设计：采用LPM气箱式除尘器96-2×4，过滤面积为783/m2，过滤风速为0.8-1m/him，滤袋材

质为耐高温氟美斯滤袋260℃，捕尘效率高，透气性好，使用步寿命长。由于采用离线清灰方式，所以清灰效果好，除尘效率可达99.8%

四、由于出口温度高，必须将特高温降下来，才可保证滤袋的使用寿命，我们采取了以下措施：在袋式除尘器前，增设旋风除尘器与强制风冷器。

1、当含尘气体夹带着火星由进气口进入旋风除尘器后，气流由直线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿除尘器内壁呈螺旋形向下、朝向锥体流动，通常称此为外旋气流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的粉尘粒子和火星甩向除尘器壁面。粉尘粒子及火星一旦与除尘器壁面接触，火星便会熄灭形成灰尘并失去径向惯性力而靠向下的动量和重力沿壁面下落，进入排灰管排出。达到初级除尘的效果，减轻袋除尘器的压力，延长滤袋的使用寿命。

2、含尘气体经旋风除尘器进入风冷器，风冷器要把温度降为＜200℃，风冷管降温面积为300m2，风冷管采用镀锌薄皮管（皮厚δ=2），由于是镀锌管，不怕高温，而且不腐蚀，不需涂内外油漆，即美观又降温。为了达到降温更快，在风冷器上装有4个轴流风机（强制风冷），加速风冷管的冷却速度。为了保证万无一失，在风冷器的出口处，再加一道隔火网，这就更保证了滤袋的寿命。

五、含尘气体经过风冷器进入袋除尘器，在除尘器进风口增加旁路风管。除尘器配置有温控计，万一温度瞬间超过设定温度时，旁路蝶阀自动打开，含尘气体不进入除尘器，由风机直接

排出，保护了滤袋不烧。

含尘气休进入袋除尘器，风速急速下降，风的流向是，含尘气体经宽大的除尘器风道转向进入过滤室上部空间，由过滤室上部空间再转向袋室，经滤袋过滤后，粉尘附着滤袋表面，落入灰斗排出，净空气透过滤袋进入净气室经风机排入大气。

经过以上多道环节，火星被阻熄，高温降至使用温度，空气达到净化，最后达到环保要求。

第二篇：旋风除尘器复习题

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。（√）

地址：阳谷县运河西路421号 邮编：252300 电话：0635－6323155 单位 姓名 考试时间： 月 日 时

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

地址：阳谷县运河西路421号 邮编：252300 电话：0635－6323155

第三篇：旋风除尘器技术问题分析

旋风除尘器技术问题分析

旋风除尘器按其性能可分以下四大类：

①高郊旋风除尘器，其筒体直径较小，用来分离较细的粉尘，除尘效率在95%以上；

②大流量旋风除尘器，筒体直径较大，用于处理很大的气体流量，其除尘效率为50-80%以；

③通用型旋风除尘器，处理风量适中，因结构形式不同，除尘效率波动在70-85%之间，④防爆型旋风除尘器，本身带有防爆阀，具有防爆功能。

根据结构形式，可分为长锥体、圆筒体、扩散式、旁路型。

按组合、安装情况分为内旋风除尘器、外旋风除尘器、立式与卧式以及单筒与多管旋风除尘器。

按气流导入情况，气流进入旋风除尘后的流路路线，以及带二次风的形式可概括地分为以下两种：

①切流反转式旋风除尘器

②轴流式旋风除尘器

了解了旋风除尘器的基本分类形式，根据现场烟气实际工况就比较容易选型了，一般旋风除尘器选型时应注意以下基本原则：

①旋风除尘器净化气体量应与实际需要处理风量一致。选择除尘器直径时应尽量小些，如果要求通过的风量较大，可采用若干个小直径的旋风除尘器并联为宜，如果处理气量与多管旋风除尘器相符，以选多管旋风除尘器为宜。

②旋风除尘器的入口气速要保持在18-23m/s，低于18m/s时，其除尘效率下降，高于23m/s时，除尘效率提高不明显，但阻力损失增加，能耗增大。

③选择旋风除尘器时，要根据工况考虑阻力损失和结构形式，尽可能做到既节省动力消耗又能得到最佳除尘分离效果及以便于制造、维护管理。

④陶瓷旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或稍小被处理气体的粉尘粒度。

⑤当含尘气体温度很高时，要注意保温，避免水分在除尘设备内凝结。假如粉尘不吸收水分，除尘器的工作温度要比露点温度高出30度左右。假如粉尘吸水性较强，除尘器的工作温度要比露点温度高出40-50度。以避免露点腐蚀。

⑥旋风除尘器结构的密封要好，确保不漏风。尤其是负压操作，更应该注意卸料锁风装置的可靠性。

⑦易燃易爆粉尘，应设有防爆装置。防爆装置的通常做法是在入口管道上加一个安全防爆阀门。

⑧当粉尘黍度较小时，最大允许含尘浓度与旋风筒直径有关，即直径越大，允许含尘质量浓度也越大。

同时必须注意影响旋风除尘器性能的主要因素：①旋风除尘器的直径（外筒直径D0）；②旋风除尘器的高度；③旋风除尘器的进口；④排气管；⑤卸灰装置

旋风式除尘器维护和保养

1、旋风除尘器的正确操作

1.1启动前的准备工作

1)检查各连接部位是否连接牢固。

2)检查除尘器与烟道，除尘器与灰斗，灰斗与排灰装置、输灰装置等结合部的气密性，消除漏灰、漏气现象。

3)关小挡板阀，启动通风机、无异常现象后逐渐开大挡板阀，以便除尘器通过规定数量的含尘气体。

1.2运行时技术要求

1)注意易磨损部位如外筒内壁的变化。

2)含尘气体温度变化或湿度降低时注意粉尘的附着、堵塞和腐蚀现象。

3)注意压差变化和排出烟色状况。因为磨损和腐蚀会使除尘器穿孔和导致粉尘排放，于是除尘效率下降、排气烟色恶化、压差发生变化。

4)注意除尘器各部位的气密性，检查旋风筒气体流量和集尘浓度的变化。

1.3作业后的技术工作

1)为防止粉尘的附着和腐蚀，除尘作业结束后让除尘器继续运行一段时间，直到除尘器内完全被清洁空气置换后方可停止除尘器运行。

2)消除内筒、外筒和叶片上附着的粉尘，清除灰斗内的粉尘。

3)必要时修补磨损和腐蚀引起的穿孔。

4)检查各部位的气密性，必要时更换密封元件。

5)按照使用说明书的规定对风机进行例行保养。

2、旋风式除尘器的维护

旋风式除尘器运行时应稳定运行参数、防止漏风和关键部位磨损、避免粉尘的堵塞，否则将严重影响除尘效果。

2.1稳定运行参数

旋风式除尘器运行参数主要包括：除尘器入口气流速度，处理气体的温度和含尘气体的入口质量浓度等。

1)入口气流速度。对于尺寸一定的旋风式除尘器，入口气流速度增大不仅处理气量可提高，还可有效地提高分离效率，但压降也随之增大。当入口气流速度提高到某一数值后，分离效率可能随之下降，磨损加剧，除尘器使用寿命缩短，因此入口气流速度应控制在18~23m/s范围内。

2)处理气体的温度。因为气体温度升高，其粘度变大，使粉尘粒子受到的向心力加大，于是分离效率会下降。所以高温条件下运行的除尘器应有较大的入口气流速度和较小的截面流速。

3)含尘气体的入口质量浓度。浓度高时大颗粒粉尘对小颗粒粉尘有明显的携带作用，表现为分离效率提高。

2.2防止漏风

旋风式除尘器一旦漏风将严重影响除尘效果。据估算，除尘器下锥体或卸灰阀处漏风1%时除尘效率将下降5%；漏风5%时除尘效率将下降30%。旋风式除尘器漏风有三种部位：进出口连接法兰处、除尘器本体和卸灰装置。引起漏风的原因如下：

1)连接法兰处的漏风主要是螺栓没有拧紧、垫片厚薄不均匀、法兰面不平整等引起的。

2)除尘器本体漏风的主要原因是磨损，特别是下锥体。据使用经验，当气体含尘质量浓度超过10g/m3时，在不到100天时间里可以磨坏3mm的钢板。

3)卸风装置漏风的主要原因是机械自动式（如重锤式）卸灰阀密封性差。

2.3预防关键部位磨损

影响关键部磨损的因素有负荷、气流速度、粉尘颗粒，磨损的部位有壳体、圆锥体和排尘口等。防止磨损的技术措施包括：

1)防止排尘口堵塞。主要方法是选择优质卸灰阀，使用中加强对卸灰阀的调整和检修。

2)防止过多的气体倒流入排灰口。使用的卸灰阀要严密，配重得当。

3)经常检查除尘器有无因磨损而漏气的现象，以便及时采取措施予以杜绝。

4)在粉尘颗粒冲击部位，使用可以更换的抗磨板或增加耐磨层。

5)尽量减少焊缝和接头，必须有的焊缝应磨平，法兰止口及垫片的内径相同且保持良好的对中性。

6)除尘器壁面处的气流切向速度和入口气流速度应保持在临界范围以内。

2.4避免粉尘堵塞和积灰

旋风式除尘器的堵塞和积灰主要发生在排尘口附近，其次发生在进排气的管道里。

1)排尘口堵塞及预防措施。引起排尘口堵塞通常有两个原因：一是大块物料或杂物（如刨花、木片、塑料袋、碎纸、破布等）滞留在排尘口，之后粉尘在其周围聚积；二是灰斗内灰尘堆积过多，未能及时排出。预防排尘口堵塞的措施有：在吸气口增加一栅网；在排尘口上部增加手掏孔（孔盖加垫片并涂密封膏）。

2)进排气口堵塞及其预防措施。进排气口堵塞现象多是设计不当造成的——进排气口略有粗糙直角、斜角等就会形成粉尘的粘附、加厚，直至堵塞。

3、旋风式除尘器故障排除

旋风式除尘器常见故障的现象、原因分析及排除方法如下介绍：

故障现象：壳体纵向磨损

原因分析：(1)壳体过度弯曲而不圆，造成盛况凸块；(2)内部焊缝未打磨光滑；(3)焊接金属和基底金属硬度差异较大，邻近焊接处的金属因退火而软于基体金属

排除方法：(1)矫正消除凸形；(2)打磨光滑，且和壳内壁表面一样光滑；(3)尽量减小硬度差异

故障现象：壳体横向磨损

原因分析：(1)壳体连接处的内表面不光滑或不同心；(2)不同金属的硬度差异

排除方法：(1)处理连接处内表面，保持光滑和同心度；(2)减少硬度差异

故障现象：圆锥体下部和排尘口磨损，排尘不良

原因分析：(1)倒流入灰斗气体增至临界点；(2)排灰口堵塞或灰斗粉尘装得太满

排除方法：(1)单筒器，防止气体漏入灰斗或料腿部；对于多管器，应减少气体再循环；(2)疏通堵塞，防止灰斗中粉尘沉积到排尘口高度

故障现象：壁面积灰严重

原因分析：(1)壁面表面不光滑；(2)微细尘粒含量过多；(3)气体中水气冷凝，出现结露或结块

排除方法：(1)处理内表面；(2)定期导入含粗粒子气体擦清壁面；定期将大气或压缩空气引进灰斗，使气体从灰斗倒流一段时间，清理壁面，保持切向速度15m/s以上；(3)隔热保温或对器壁加热

故障现象：排尘口堵塞

原因分析：(1)大块物料式杂物进入；(2)灰斗内粉尘堆积过多

排除方法：(1)及时检查、消除；(2)采用人工或机械方法保持排尘口清洁，以使排灰畅通

故障现象：进气和排气通道堵塞

原因分析：进气管内侧和排气管内外侧的积灰

排除方法：检查压力变化，定时吹灰处理或利用清灰装置清除积灰

第四篇：旋风除尘器的研究进展

旋风除尘器的研究进展

白玉 20100970 旋风除尘器作为一种气固分离装置，具有结构简单、无运动部件、造价便宜、除尘效率较高、维护管理方便，可在高温、高压环境下工作等特点。其应用于工业生产以来，已有百余年的历史，对于捕集、分离5一l0µm以上的尘粒颗粒效率较高，其除尘效率可达90％左右。广泛应用于能源动力、化工等行业，是目前应用最广的气固分离装置之一。

但是传统的旋风除尘器普遍存在排气口短路流、锥体部分二次扬尘以及上灰环夹带等问题，而且放大效应显著。工业应用表明对于粒径为3µm以下的颗粒分离效率很低，即便是3～10µm粒径范围内的颗粒，分离效率也仅在80％ ～90％左右。随着工业装置生产规模的提高，各项粉体工业的发展对大气环境的污染也越来越多，同时人们对大气环境的保护洁净意识也越来越强，对大气环境有着更高的要求。因此无论是大气环境保护，还是粉体工程都要求不断提高旋风除尘器的性能。一方面要求旋风除尘器有更强的捕集细粉的能力；另一方面要求旋风除尘器的压降进一步减少，以降低能耗。所以，迫切需要研究出高效能且低能耗的新型旋风除尘器。近年来，国内外已有许多学者基于这两方面对旋风除尘器做了大量试验研究，也提出了很多可行的措施和设计方案并已应用于实际工程中。在此，对近几年国内外有关提高旋风除尘器捕集细粉能力和降压力损失改进措施的研究进展进行综述。1 旋风除尘器的结构及工作原理

是一种典型的旋风除尘器的结构示意图，由切向人口、圆筒、圆锥、排气管、排灰口等几部分组成。含尘气流从直筒段下部以切向方式进人内筒，做旋转上升运动，含尘气流中所含较大的固体颗粒在重力作用下直接沉人锥体。中等直径的固体颗粒随气流旋转上升时，由于离心作用而被甩向内简壁，然后沿内筒壁沉降进人锥体，一次分离后的大部分纯净气体直接从顶部排气管排出。而较小的固体颗粒随流体旋出内筒上端后，被甩向内外筒体间的环隙，连同部分气体环流而下进入锥体，在锥体内得到二次分离，被分离后的纯净气体沿轴向返回内筒，亦由排气管排出，最终固体颗粒在锥筒体底部富集，并由底部排灰口排出，从而使气固两相得到分离。

收集的粉尘 图1 旋风除尘器结构示意 降低阻力方法的研究进展

旋风除尘器的流动阻力主要包括进气管的流动损失；气体在筒体内和桶壁摩擦造成的能量损失；气体进入旋风除尘器内，因流通截面突变造成膨胀或者压缩，旋转而造成的能量损失；排气芯管内的损失。这些损失里面有些是对捕集分离粉尘起有效作用的，可以称之为有效能；而有些是对捕集分离粉尘不起作用的，可以称之为消耗能。旋风分离器降低阻力的目标就是要增大有效能在总的能量损失中所占比例，减少消耗能所占比例。而对于旋风分离器的减阻研究，国内外已有很多研究人员做了相关工作，提出了很多减阻措施。以下介绍常见的减阻方式及其研究进展。

2．1 进口处结构改进

针对单进口旋风器内流场的轴不对称性问题，沈恒根等从结构上改单进口为双进口，通过双进口旋风器内流场实验研究表明，短路气流量比单进口少30％，双进口旋风器比单进口旋风器更有利于提高除尘效率，降低设备阻力。Lim等通过实验方法也对双进口结构旋风器的分离性能进行研究．结果表明双进口旋风器的分离效率比单进口结构高5％～15％。Gautam 和Moore等还对多进口旋风器进行了研究，结果表明多进口结构也能起到降阻增效的作用。

2．2 排尘口减阻方法

为了降低排气管内的漩涡程度，不改变排气管形状，而在排气管内部或后部附加减阻装置以便回收能量。常见的排气管处减阻方式有以卜几种：改变排气管结构、将排气管偏置或在排气管内部安装整流叶片可使阻力减少22．8％；在排气管口装设渐开线蜗壳可使阻力降低5％～1O％；在排气管出口加设圆锥形扩散器，若扩散角选取合适，可使阻力降低10％ ～33％；在排气管弯头后水平安装双锥圆筒减阻器等，若采用优化尺寸的双锥圆筒，可使阻力减少7％～25％。

2．3 安装导流板

为了抑制入门进气偏向筒壁而产生的压缩现象，可以安装导板，从而改善旋风除尘器入门处的流场状态，减少阻力损失，而且导流板技术实施非常方便对老设备改造有着极其重大的意义。李利等人通过对旋风除尘器入口处流场状况的分析，揭示了导流板对改善旋风除尘塞入口流状况的作用机理。同时给出了在不同尺寸导流板存在下测得的旋内除尘器的阻力损失和除尘效率等数据，得出用恰当尺寸的导流板能够在不降低除尘效率的前提下降低阻力损失。华东冶金学院的祝立萍在这方面做了大量的实验研究，证明采用安装导向板的方法，确实可以降低除尘器的阻力，并且对弧形导向板和方形导向板进行了比较，发现弧形导向板的综合效果更好一些。2007年赵峰等对加设不同形式导流板的旋风分离器进行了试验研究，研究表明试验所安装导流板不同程度地降低了分离器的阻力，同时也对分离效率产生了影响。不同形式的导流板适用于不同的应用场合。

2．4 安装减阻器

旋风除尘器减阻杆减阻就是在旋风除尘器内适当位置安装一根特定形状的刚性杆件减阻杆形成尾涡与原流场中的涡旋相互作用改变流场结构来降低流动压力损失。随着该项技术在工业上应用范围的不断扩大，国内外研究者对该技术的研究也在不断的深入。

1996年王连泽和彦启森研究了减阻杆埘流场的影响，发现了减阻杆对流场结构改变的规律，为分析减阻杆的减阻机理提供了依据；同时他们还发现旋风分离器入口附近有近24％的短路流量，设法减小这郡分的短路流量是提高分离效率的一个研究方向。

2004年卫国强等首次利用数值模拟方法对旋风分离器进行了减阻杆减阻的研究。通过对比流场计算结果和试验数据，证明文中所采用的网格划分方法、RSM 湍流模型和边界条件是可靠的，为数值设计高效率的减阻杆提供了简便可靠的办法。

2005年王连泽等分别采用五孔形球形探针、激光多普勒测速仪和粒子图像测速仪对旋风除尘器内安装减阻杆前后的时均流场与湍流场进行了测量。结果发现减阻杆降低了流场中对粉尘分离无益的内旋流切向速度，削弱了中心区域的湍流强度，使湍流耗散减弱，从而实现了减阻。

2005年王建军等利用激光多普勒测速仪对装有减阻杆的旋风分离器内流场进行了详细的测量。结果表明减阻杆改变了旋风分离器内的流场结构，减阻杆后存在明显的扰流尾涡区。相同形状的减阻杆，迎风宽度越大，在杆后形成的绕流尾涡影响区的范围和强度越大。减阻杆后形成的绕流尾涡对旋风分离器内流场的影响是实现减阻的原因之一。

2006年龚安龙等利用Plv技术对stair-mand型旋风分离器中安装减阻杆前后的强湍流场进行了测量。结果表明安装减阻杆大幅降低了中心区域的湍流脉动和Reynolds应力，使湍流能量耗散大幅降低，从而降低了分离器的压力损失。

2007年张建等利用雷诺应力模型分别计算了在旋风分离器排气芯管下口安装双进口螺旋减阻装置前后旋风分离器压力损失和流场。通过对比数值模拟计算结果和试验数据，可以发现旋风分离器数值模拟结果与试验数据吻合较好；减阻装置使切向速度在上行流大幅度降低，使分离空间内的平均轴向速度下降，中心区域的切向速度梯度和轴向速度梯度明显降低；压降损失降低35％以上，并且分离效率没有受到不利影响。

2007年刘成文 等利用激光多普勒测速仪(LDV)测量了安装减阻杆前后的旋风分离器的流场，得到了时均速度、均方根速度、雷诺应力等参数分布。结果表明减阻杆使时均切向速度及其速度梯度大幅度降低，减弱或消除了中心滞流现象。除在减阻杆后局部区域外，大尺寸减阻杆对切向速度及其速度梯度的降低作用最明显，同时消除滞留的效果好。减阻杆的截面尺寸对旋风分离器的湍流强度有影响，小尺寸减阻杆使大部分区域湍流降低，而大尺寸减阻杆使大部分区域的湍流增强，两种尺寸的减阻杆都使杆后尾迹区的湍流得到增强。

2．5 采用下排气结构

采用此结构类型的除尘器取消了上排气芯管，采用下排气芯管，简体结构采用上部直径小，下部简体直径大，中间用以扩散锥体作为过渡段。其工作过程是含尘气体切向进人除尘器后，在稳流体与筒壁之间的环形区域做旋转运动，这股气流受到随后气流的挤压向下旋转，在这过程中尘粒在离心力作用下被甩向简体壁面，在气流推动和重力作用下下滑，当趋于洁净的气流旋至下排气芯管人口时，直接进入排气芯管排出少量气体继续下旋至锥体底，再折转向上最后经排气芯管排出.从其结构特点和工作过程看，由于它消除了内旋涡旋，外旋气流与洁净气流同向以及独特的筒体形状，使除尘器在保持高除尘效率的基础上，压力损失也大大降低。赵旭东等对该类型除尘器研制的理论依据、技术关键、结构特点、工作原理、试验台系统的设计以及主要性能的测试结果做了介绍。证明取消旋风除尘器的上排气芯管是降低除尘器阻力损失提高效率的有效途径。提高细粉捕集能力方法的研究进展

随着对旋风除尘器的广泛研究和应用开发，旋风除尘器的新结构层出不穷，应用范围也在不断的扩大。细粉的捕集能力也在不断的提高，已经突破了旋风除尘器不能用于5微米以下微细粉分离的传统知识，下面就近几年有关国内外提高旋风除尘器细粉捕集效率的研究进展进行简要综述。

3．1 在旋风除尘器中抽出部分气体

早在l951年，C．J．StairmandL就认为灰斗抽气能提高旋风分离器分离效率，但一直没有受到重视.随后P．W．Sage和M．A．Wright 通过实验认灰斗抽气比排气管抽气更有效，灰斗抽气可以减少出口气体中粉尘浓度40％以上。H．Yoshida ,李敏等人也通过实验表明旋风除尘器的分离效率随着抽气率的提高而明显增大。吴淑虹，张建等人研究结果都表明灰斗抽气可以提高锥体内旋转气流切向速度，轴向速度，减少能够降低气流携带颗粒返混能力，并减小排气芯管下口短路流，提高旋风分离器分离效率，并且对于给定的旋风除尘器，抽气率应有一最优值。但是进一步的研究还发现，灰斗抽气对效率提高的幅度与分离器入口的颗粒浓度密切相关，人口颗粒浓度越高，灰斗抽气的影响越显著；当入口颗粒质量浓度低于5 g／m3 时，灰斗抽气几乎没有影响。因此，若入口颗粒浓度较高，仅采用灰斗抽气往往不能使尾气达标排放；且从灰斗抽气对于尾气排放控制则显得更为直接，抽出的尘量大,处理费用也会相应的增加。基于此邵国兴提出一种称为R—s型旋风分离器的排气管抽气分离系统，此结构在压降相近的条件下，处理气量大于两级串联，分离效率优于两级旋风分离器串联；与三级串联旋风除尘器的分离效率相近，而压降仅为三级串联的60％。

3．2 在排气管下口增设分离元件

在旋风除尘器中，由于内旋流进入排气管时仍处于旋转状态，同时在排气管底端还存在“短路流”，影响了细颗粒的分离。因此，改进排气管结构对于旋风器消旋减阻和分离效率的提高具有实际意义。部分研究者在排气管内加装各种挡板、翼片等构件，实验结果往往是压降降低，效率也降低，主要原因是降低了旋涡旋转强度。但在排气管下适当位置增设圆盘和导流翼片等构件，以及将分离器的排气管下端封闭，并在边上开槽(或孔)，这些结构不仅防止上旋气流携带细颗粒进入排气管，提高了分离效率，还能降低阻力损失。倪文龙设计了双出风口旋风分离器，用于替代水泥生产过程中的选粉机，与单排气口的旋风分离器相比，阻力损失减小15％～4l％，除尘效率增加2.6％～l1．3％，获得了明显的降阻提效效果；中国石油大学(北京)近年开发出了一种排气管末端分离结构——塔式排气管，研究结果表明其分离效率比PV型高效旋风分离器同比提高2％左右，同时压降还可降低13％以上，使细粉的捕集效率明显提高。

3．3 在旋风分离内部加入机械旋转部件

作为静态设备的普通旋风除尘器，如果在其内部加入机械旋转部件，利用其高速旋转获得人为可控、比气流自然旋转更强的强制离心力场，则可显著提高分离效率，可分离5µm及以下超细颗粒，为超细粉尘的气固分离提供另一个新方法，这便是动态旋风分离器.机械回转机构是动态旋风分离器的关键部件，现已试验过多种结构方案。陈海焱将旋风分离器的排气管改为旋转涡轮，用电机带动涡轮旋转，做成一种最简单的动态旋风分离器。实验结果显示涡轮除尘器可以满足高湿高粘附性微细粉尘的收集要求，对含有d小于4µm微细粉，含尘质量浓度达l2g／m3 的气固流，通过涡轮除尘器后，出口的含尘质量浓度可控制为36mg／m3，收集效率达99．7％。在运转过程中，收集系统可以保持稳定、可靠地运行。除尘涡轮叶片及筒壁无明显粘附现象。波兰ChmielniakT和Bryczkowski A也设计了类似的叶片涡轮旋转结构，他们的排气管从分离器下部引出。在试验室内将这神带旋转结构的分离器和同直径的Stairmand高效旋分器进行性能试验对比。结果收尘效率随叶轮转速增加而增加；对试验的中位粒径10µm的白云石粉，分离效率为94．O％一96．1％，位粒径8m的粉料，分离效率为90．O％～95．2％；对应的Stairmand高效旋分器的效率则是84．2％与83．0％。分离器压降总体上差别不大，高气量时还略低Stairmand型。

动态旋风分离器的缺点也很明显，它结构复杂，机械回转机构难以用于高温等苛刻工况；离心力场和层流耦合的结构还存在设备单位体积的处理气量较小等问题，还需要不断深人研究。结论

综上所述，在旋风除尘器的众多性能指标中，压力损失和细粉捕集效率一直为旋风除尘器研究者所关注。鉴于此人们已做了相当多的努力，研究出多种结构形式的旋风除尘器，但是要真正达到低阻高效的目的，满足各种工业要求还需要进行更加深入的研究。另外，随着计算机数值模拟等现代技术的发展，应用汁算流体动力学技术优化旋风除尘器的结构来降低研究成本是很有必要的.参考文献

[1] 化工设备设计全书编辑委员会．除尘设备设计．上海：上海科学技术出版社，1985．17—37；44—155． [2] 梁朝林．化工原理．广州：广东高等教育出版社，20o0．82—89．

[3] Craw F ord M．Air pollution control theory[M]．NewYork：Mc Graw—Hill，1976．64—105． [4] Sandboch F．Principles of poHution control[M]．NewYork：Long,nan，1982．16—31． [5] 王清华．旋风分离器结构改进的研究现状和发展趋势[J]．锅炉技术，2007．

[6] 张亚青，高军凯，黄超，王成伟．旋风除尘器改进措施的研究进展[J]．江苏环境科技，2007． [7] 稽敬文．除尘器[M]．北京：中国建筑工业出版社，1981．

[8] 姜江，金晶，屈星星，江鸿，刘瑞传统旋风除尘器的阻力影响分析与改进措施．发电厂节能减排2008(3)． [9] 沈恒根，党义荣，刁永发，等双进121旋风器内流场的实验研究(J]．西安建筑科技大学学报，1997,29(3)：275—277．

[10J Lim K S，Kwon S B，Lee K W ．Characteristics oftimcollection eficiency for a double inlet cyclone withclean air[J]．Aerosol Science，2003，34：1 085—1O95．

[11] GautamM，Streenath A．Performance of a respirablemulti—inlet cyclone sampler[J]．Joumal of Aerosol Science，1997，28(7)：1 265—1 281．

[12] MooreME，Mefarland AR．Design methodology for multiple inlet cyclones[J]．Environmental Science and Technology，1996，30：271—276．

[13] 赵萍，等．旋风除尘器的压力损失及减阻措施[J]．工业安全与环保，2003，(1)：l】一12． [14] 李利，熊万荣，等．导流板在旋风除尘器中的应用研究[J]．武汉工业大学学报，1992，(2)． [15] 祝立萍．旋风除尘器弧形导向板技术实验研究[J]．冶金动力，2003，(3)：46—49．等.

第五篇：旋风除尘器工作原理

旋风除尘器工作原理

旋风式除尘器的组成及内部气流 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。按其流进入方式，可分为切向进入式和轴向进入式两类。在相同压力损失下，后者能处理的气体约为前者的3倍，且气流分布均匀。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，或从液体中分离固体粒子。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0.3μm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。选用耐高温、耐磨蚀和服饰的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000?，压力达500×105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制范围一般为500,2000Pa。

优点

按照前面轴向速度对流通面积积分的方法，一并计算常规旋风除尘器安装了不同类型减阻杆后下降流量的变化，并将各种情况下不同断面处下降流量占除尘器总处理流量的百分比绘入，为表明上、下行流区过流量的平均值即下降流量与实际上、下地流区过流量差别的大小。可看出各模型的短路流量及下降流量沿除尘器高度的变化。与常规旋风除尘器相比，安装全长减阻杆1#和4#后使短路流量增加但安装非全长减阻杆H1和H2后使短路流量减少。安装1#和4#后下降流量沿流程的变化规律与常规旋风除尘器基本相同，呈线性分布，三条线近科平行下降。但安装H1和H2后，分布呈折线而不是直线，其拐点恰是减阻杆从下向上插入所伸到的断面位置。由此还可以看到，非全长减阻杆使得其伸至断面以上各断面的下降流量增加，下降流量比常规除尘器还大，但接触减阻杆后，下降流量减少很快，至锥体底部达到或低于常规除尘器的量值。

短路流量的减少可提高除尘效率，增大断面的下降流量，又能使含尘空气在除尘器内的停留时间增长，为粉尘创造了更多的分离机会。因此，非全长减阻杆虽然减阻效果不如全长减阻杆，但更有利于提高旋风除尘器的除尘效率。常规旋风除尘器排气芯管入口断面附近存在高达24%的短路流量，这将严重影响整体除尘效果。如何减少这部分短路流量，将是提高效率的一个研究方向。非全长减阻杆减阻效果虽然不如全长减阻杆好，但由于其减小了常规旋风除尘器的短路流量及使断面下降流量增加、使旋风除尘器的除尘效率提高，将更具实际意义。

旋风除尘器是使含尘气流作高速旋转运动，借助离心力的作用将颗粒物从气流中分离并收集下来的除尘装置。进入旋风除尘器的含尘气流沿简体内壁边旋转边下降，同时有少量气体沿径向运动到中心区域中，当旋转气流的大部分到达锥体底部附近时，则开始转为向上运动，中心区域边旋转边上升，最后由出口管排出，同时也存在着离心的径向运动。通常将旋转向下的外圈气流称为外旋涡，而把锥体底部的区域称为回流区或者混流区。旋风除尘器烟气中所含颗粒物在旋转运动过程中，在离心力的作用下逐步沉降茁涂尘器的内壁上，并在外旋涡的推动和重力作用下，大部分颗粒物逐渐沿锥体内壁降落到灰斗中。此外，进口气流中的少部分气流沿简体内壁旋转向上，到达上顶端盖后又继续沿出口管外壁旋转下降，最后到达出口管下端附近被上升的气流带走。通常把这部分气流称为上旋涡。随着上旋涡，将有少量细颗粒物被内旋涡向上带走。同样，在混流区内也有少部分细颗粒物被内旋涡向上带起，并被部 分带走。旋风除尘器就是通过上述方式完成颗粒物的捕集的。捕集到的颗粒物位于除尘器底部的灰斗中，从除尘器排出是气体中仍会含有部分细 小颗粒物。旋风除尘器的形式多。按气流进入的方式不同，可大致分为切向进入和轴向进入两大类。轴向进入式是靠导流叶片促使气流旋转的，因此也叫导流叶片旋转式。轴向进入式又可分为逆流式和直流式。切向进入式又分为直人式和蜗壳式等形式:直人式的入口管外壁与筒体相切;而蜗壳式的入口管内壁与筒体相切。我公司采 用的是切向直入式旋风除尘器。旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高(80,160毫米水柱)的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。

改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。