旋风除尘器

旋风除尘器是利用离心力而使尘粒从气流中分离出来的除尘设备，一般适用于去除直径10μm以上的尘粒。
旋风除尘器的基本形式如图1所示：上部呈圆筒状（筒体），下部为圆锥形（锥体），圆筒中央有一内筒（排出管）。含尘空气通过水平管道从圆筒上部以高速度(15～18m/s)沿切线方向进入，并在筒体内环绕排出管沿筒体向下作旋转运动（外涡旋）。含尘气流中的尘粒因离心作用而向外移动，撞击筒壁，从而失去运动速度而落入锥体下的灰斗。净化后的气体达到锥体底部后转而向上旋转，形成内涡旋，然后经排出管排出。一般认为内、外涡旋交界面的直径大致相当于排出管直径的60%。
除了外涡旋和内涡旋以外，由于含尘气流在沿筒壁向下高速旋转时，筒体内顶部的压力下降，因此有一小部分气流裹着细小的尘粒旋转向上（上涡旋）达到顶部后再沿排出管外壁旋转向下，然后从排出管排出。如果在旋风除尘器的进风管上缘和筒体顶盖之间有一定距离 （如旁路式），上涡旋更为明显(图2)。
旋转的气流速度可分解为切向速度和径向速度。设外涡旋和内涡旋之间的交界面为一圆柱面，外涡旋气流通过交界面时的速度即为外涡旋的径向速度，外涡旋气流的这种向心运动对尘粒与气流分离是不利的，因为细小的尘粒常可因此而从外涡旋进入内涡旋，从排出管排出，使除尘效率下降。

图1 旋风除尘器的基本形式
1.含尘空气 2.除尘后空气3.出尘口

图2 旋风除尘器内的气流
1.筒体 2.锥体 3.排出管 4.外涡旋 5.内涡旋 6.上涡旋

旋风除尘器的除尘效率随气流旋转速度和尘粒密度的增大而增高，随排出管直径和径向速度的减小而增高。在一定范围内，进口速度愈大，除尘效率愈高。但随着进口速度的增大，阻力也迅速增高，而且筒内气流速度过快，也可使气流扰动剧烈，使已分离的尘粒重新卷入气流。
在切向速度相同的条件下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高。锥体较长的旋风除尘器内，含尘气流旋转向下时，尘粒与锥体内壁之间的距离逐渐减少，气流的切向速度逐渐增大，有利于提高除尘效率。
旋风除尘器由于有上涡旋气流及其所夹带的由细小尘粒组成的尘环存在，尘环在筒体顶部别无出路，结果沿排出管旋转向下，从排出管排出，从而影响除尘效果。另一方面，在锥体部分的内、外涡旋气流容易返混，这种情况在锥体底部更为明显； 而锥体底部又由于气流旋转而处于负压，更易使已沉降的尘粒重新上扬，使除尘效率下降。为了解决这些问题，目前有下列几种较常用的改进形式。
(1) 旁路式： 旁路式旋风除尘器的特点是没有切向分离室，使上涡旋气流所夹带的尘环分道从旁路进入灰斗。旁路型(XLP)除尘器筒体细长，进气管径向较薄，管上缘比筒体顶盖低，排出管插入筒体较短(图3)。含尘空气进入后，在旋转时分成上涡旋和向下的外涡旋两股气流。较粗较重的尘粒沿外筒内壁环绕排出管向下旋转，因撞击而丧失动能后落入灰斗。较细较轻的尘粒由上涡旋气流带至除尘器简体上部，形成旋转的尘环，通过切向分离室上部的裂隙流出，形成旁路，后来又在除尘器锥体下部汇合，进入灰斗。这样就减少了较细较轻的尘粒重新上扬，使除尘效率提高。
(2) 扩散式： 扩散式旋风除尘器的特点是筒体下为扩散式倒锥体。倒锥体内设有挡灰盘。进风管与筒体切向连接(图4)。含尘气流沿切线方向进入筒体后，形成外涡旋气流旋转向下。尘粒因离心作用甩向器壁，通过挡灰盘与倒锥体之间的环形缝隙进入灰斗。除尘后的气体通过挡灰盘中心孔旋转上升，形成上升的内涡旋气流，通过排出管排出。锥体改成扩散式倒锥体，可显著减少气流的返混现象。

图3 旁路式旋风除尘器

图4 扩散式旋风除尘器

(3) 双级涡旋式： 双级涡旋式除尘器是在旁路式旋风除尘器前面另加一级涡旋器组合而成。较粗大的尘粒在一级涡旋器中被阻留下来，部分气流裹带着大部分细小的尘粒流向二级涡旋（旁路式除尘器）进一步净化(图5)。由于大部分气流只经过一级涡旋器即被排出，只有部分气流(约10%)经过二级涡旋净化，所以具有除尘效率较高而阻力增加不多的特点。

图5 双级涡旋式除尘器

图6 多管式旋风除尘器

(4) 多管式： 多管式旋风除尘器由多个100～250mm直径的旋风管并联组成(图6)。含尘气流经轴向式导流片进入各旋风管。由于旋风除尘器的除尘效率随筒体直径的减小而增高，从而提高了除尘效率。各旋风管所承担的含尘空气量应均匀，轴向式进气口要注意防止堵塞。
旋风式除尘器下部的气密性良好与否，对除尘效果影响很大。除尘器内部的压力由筒体外壁向中心逐渐减低，锥体底部通常处于负压，容易使已沉降的粉尘重新上扬。因此，如何在不漏风的条件下排灰极为重要。目前在锥体和灰斗之间的锁气器有双翻板式和回转式两类，使用时要注意防止漏气，以免影响除尘效果。

旋风除尘器

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