改进旋风器结构提高除尘效率的新方法

1、改良旋风器构造进步除尘效率的新方法NeethdsfIprvingtheylnesPerfranebydifiedStrutures摘要讨论改变旋风器整体构造、增加附件、改良原有旋风器构件的几种改良构造新做法，分析这些做法进步除尘效率的合理性。关键词旋风器除尘效率改良构造AbstratDisussthreeneethdsbydifiedstruturestiprvetheylneslletingeffiieny,analysisthereasnablenessftheseethds.Keyrdsylne,lletingeffiieny,difiedstruture一概述工业消费过程产生的粉尘大多

2、为破碎、粉碎、输送、清理过程。这一过程产生的粉尘与燃烧过程产生的烟尘相比要偏粗，可以用Rsin-Raler函数表示粒径分布。因此，旋风器(双称旋风除尘器、旋风收尘器、旋风别离器等，本文简称旋风器)成为工业通风常除尘设备。旋风器突出的优点是它的经济性以及构造和设计较为简单。由于没有运动部件所需的维修和保养相对较少，选用适宜的材料和构造形式，对一些特殊操作应用条件(如高温，高压，腐蚀性气体环境等)也可以使用。旋风器中用的最多的是切向进口形成的旋风器(如图1)，这种旋风器通常可以用以筒体直径D为比值的构造参数(无因次构造参数)来设计。由于Stairand型(高效型)研究数据比拟完好和应用中的有效性，

3、许多研究者把自己改良旋风器与其作性能比照1。作为旋风器研究途径大致为：研究旋风器空气动力场，通过气流场断定其中颗粒物的运动与别离：进展性能参数实测断定旋风器的性能优劣。由于旋风器是依靠离心力来搜集粉尘，对于如何进步微细粉尘(FineDustrFinePartileatter)除尘效率的技术措施最后都归结为对旋风器的构造改良，创造和利用更合适气固(尘)两相别离的流场构造。二旋风器的构造改良1整体构造的改变在旋风器内部的旋转气流中，颗粒物受离心力作用作径向向外(朝向筒锥壁)运动，运动速度可由颗粒物所受的离心力及气流阻力的运动方程求得。显然旋风器别离的目的就是使颗粒物尽快到达筒锥体边壁。因此，延长颗

4、粒物在旋风器中的运动时间，在气流作用下进步颗粒物与筒锥体壁相撞的概率，可以进步旋风器除尘效率。图1传统旋风器图2加内筒壁的旋风器图3P旋风器Y.Zhu(2001年)2提出的旋风器构造如图2所示，在普通旋风器中增加一个筒壁，这一筒壁将旋风器内部空间划分为两个环形区域，同时，排气芯管被移到了下方，排气芯管中的上升气流也变成了下降气流，颗粒物在内外两个外环形区域内都得到了别离，事实上，这种旋风别离器相当于将两个旋风子合到了一起。从理论上讲，这种改良进步了颗粒物被搜集的概率。Y.Zhu型旋风器试验结果(气流流量范围为10L/in40L/in，对粒径范围为0.68.8颗粒物)与Stairand旋风器的进

5、展了比拟有：改良后的旋风器，除尘效率得到进步，并且随气流流量的增大而增大；同时，对于一样无因次尺寸的旋风器来说，前者的阻力也小于后者。Y.Zhu考虑各方面因素给出相应优化综合指标得出改良旋风器性能优于传统的旋风器。这种改动后的旋风器较原有传统旋风器构造稍为复杂。2在原有旋风器构造上增加附加件实际应用中的系统都比拟庞大，采用新的旋风器替代原有旋风器，势必导致工程量和本钱比拟大。基于这一想法，很多研究者寻找不改变原有旋风器构造，而通过增加附加部件为进步旋风性能。由于旋风器对微细颗粒物效率较低，尤其对P10(粉尘粒径小于10的颗粒物)的除尘效率随着颗粒直径减小逐渐降低。也就是说，在旋风器的运行过程中

6、，绝大部分微细粉尘穿透了别离区域，导致对微细粉尘效率下降。A.Plp等31996年提出了加装二次别离附件的一种旋风器，见图3示意图。二次别离附件设置在旋风器本体顶部，称之为P(pstylne)。P二次别离作用是利用排气芯管强旋流作用使微细粉尘受离心力作用向边壁运动，并与挡板相撞后，通过缝隙1掉入挡板下部的壳体中，另一部分即使在一开场没有与边壁相撞，但由于始终受到离心力的作用，在到达P顶部时，其中也有很大一部分通过缝隙2处而进入挡板与壳体之间的空间，随后由于P中主气流的约10%通过缝隙形成浸透流，在浸透推动下，颗粒物被吹出壳体。为了使该种旋风器得到更好的应用和使P在已有旋风别离器上加装设计最优化

7、，YunginJ4考虑到紊流扩散等因素对P的影响，对一些变量在不同参数范围内给出了两种不同旋风器(Stairand旋风器，非Stairand旋风器)加P组合的一些试验结果，并对P模型利用FD进展了计算，所有试验均在实际消费中投入运行的除尘系统中进展。研究结果得知，在特定构造尺寸和运行条件下总效率比改良前进步了2%20%；P的阻力约为旋风器本体10%，该阻力与浸透气流量无关(在所给参数范围内)；对于直径较大的旋风器，尤其在原旋风器性能不是很高的情况下，加装P的方法对于进步旋风别离的性能很有效。P装置对3以上粉尘别离很有效，对3以下的粉尘效果不显著；浸透流量及P装置的离心力对P的性能影响显著；采用

8、穿孔(较小)内挡板可进步别离效率。这种改良方法特点在于增加的能耗小；保养及维修简单；对于已投入使用的别离系统工程改造方便；本钱较低。3部分构造改良许多研究者通过旋风器内部气流流动研究认为：旋风器气流速度分布在径向上呈轴不对称或出现偏心。尤其在锥体下部靠近排尘口附近，有明显的偏心；排气管下口附近，径向气流速度较大，有短路现象。气流偏心或短路不利于粉尘别离。(1)改变进口构造沈恒根5针对旋风器内气流轴不对称问题，将其进口由单进口改为双进口(如图4)，通过双进口旋风器内流场实验研究说明，双进口旋风器流场的轴对称性优于单进口旋风除尘器，双进口旋风器涡核变形小；双进口旋风器内切向速度高于单进口约6%，在

9、准自由涡区衰减也慢；双进口旋风器排气芯管短路流少于单进口。双进口旋风器比单进口旋风器更有利于进步除尘效率和降低设备阻力。针对短路流携尘降低除尘效率的问题，沈恒根等6在进口构造中采用了回转通道(见图5)，以此降低进入旋风器空间的向心含尘浓度梯度，并对等截面和变截面两种通道形式的气固两相别离进展了分析。指出采用合理回转角度的进口回转通道，可进步旋风除尘器的除尘效率。这种做法从构造上把旋风器的筒体、锥体两段别离变成进口通道、筒体、锥体三段别离。图4单双进口回转通道图5进口回转通道(2)锥体构造改变RngbiaXiang等7研究了锥体尺寸对用于大气采样的小型旋风器的影响情况，以颗粒大小和气流流速为变化

10、参数，对3个具有不同下部直径锥体的旋风器测出了效率。测定结果说明：锥体下部直径大小对旋风别离采样器的效率影响显著，但是并不显著影响不同粒径颗粒物效率之间的变化程度。当锥体下部开口部分直径大于排气芯管直径时，该锥体参数的减小，再不明显增加阻力的前提下，采样效率会随之进步；但是，由阻力测试结果还可看出锥体武器部分直径不宜小于排气芯管直径。从理论上讲，锥体下部直径减小能引起切向速度的进步，从而离心力增大；对于具有一样筒体直径的旋风器，假设锥体开口小，那么最大切向速度靠近锥壁，这使得颗粒可以更好的别离，同时，假如锥体开口较小，涡流将触及锥壁，使颗粒又有可能重新进入出气气流，但是由于后者与前者相比对旋风采样器影响较校总之，适当减小锥体下部直径有利于效率的进步。为了便于新型旋风采样器的设计，还指出对高效型Stairand旋风器效率