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【推荐】旋风除尘器工作原理优缺点效率的影响因素

2023-01-16 来源:荆州机械信息网

在一些大工厂中,都会具备旋风除尘器,该装置是件除尘装置,原理就是利用气流旋转运动,利用离心力将粉尘顺着气流吸入到机器中,使粉尘进入灰斗中。旋风除尘器的使用是在19世纪的80年代,在当时有两类旋风除尘器:一种是切向式的,一种是轴向进入式的。在同样的压力下,轴向进入式的气流比较均匀。旋风除尘器的组成部件有:进气管、排气管、圆筒和灰斗等。它的结构简单,安装维护易于操作,现代的旋风除尘器可以将固体和液体离子分离开来。机械式的除尘器中,旋风除尘器拥有着最高效率的。下面来为大家介绍旋风除尘器工作原理、优缺点、效率的影响因素、分类及操作条件、维护方法、选型原则及步骤。希望能够帮助您进一步了解旋风除尘器。

旋风除尘器工作原理

旋风除尘器又叫旋风分离器是由进气管、排气管、圆筒体、圆锥体和卸灰阀组成。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,已广泛用于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。利用这一个原理基础成功研究出了一款除尘效率为百分之九十以上的旋风除尘装置。在机械式除尘器中,旋风式除尘器是效率最高的一种。它适用于非黏性及非纤维性粉尘的去除,大多用来去除5μm以上的粒子。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。因此,它属于中效除尘器,且可用于高温烟气的净化,是应用广泛的一种除尘器,可应用于锅炉烟气除尘、多级除尘及预除尘。它的主要缺点是对细小尘粒(5μm)的去除效率较低。

旋风除尘器的优缺点

一、优点

1、干式方法清灰,有利于粉尘的集中处理和回收利用。

2、可以用来处理有腐蚀性的粉尘气体。

3、设备本身小,占地面积小,易于放置;结构简单,价格较低。

4、结构不复杂,使用方便。

5、可以净化高温含尘的气体,一般碳钢制造的旋风除尘器可净化100℃的烟气。内壁札耐火材料的旋风除尘器可处理500℃的烟气

二、缺点

1、由于单个的处理风量小,需要大的处理风量时,要把几个并联起来。

2、不适合处理小于5μm的粉尘气体。

3、不适合净化盘黏性粉尘。

旋风除尘器效率的影响因素

1、进气口。进气口是整个除尘器中的重要部件,同时也影响着除尘效率。进气口面积越小,气流速度越大,除尘效率也越高,更有利于粉尘与其他东西的分离开来。

2、圆筒体直径和高度影响着机器的效率。旋转的气流速度相同,筒体的直径越大,则气流对粉尘的离心力就越小,粉尘的除尘效率就越低,不容易被吸入到机器中。所以,除尘器的进气口的直径不易过大,适当即可,进气口也不能过小,粉尘颗粒大的话,可能会堵塞进气口。

3、排气管直径和深度也影响着除尘效率。排风管口的直径小,气流小,粉尘排出排气管的难度大,所以要加快出风口的速度,要加大直径。

旋风除尘器分类及操作条件

1、多管旋风除尘器

多管旋风除尘器一种典型的旋风除尘器装置,入口和出口在同一条线上,便于安装使用。多管旋风除尘器中的旋风子一般采用轴向进口,在相同直径和压力损失下,轴向进口的旋风子处理风量比切向进口要大3倍,而且气体进入比较容易分配均匀。多管旋风除尘器和大尺寸单个旋风除尘器比较,同样处理风量则体积可缩小倍。多管旋风除尘器在全国各地锅炉除尘系统、烧结机除尘系统应用比较多。

操作条件:要正确的熟悉多管旋风除尘器性能,选用合理的进口风速和处理量,进口风速一般范围在m/s。

2、多级旋风除尘器装置

一般为了提高捕集效率,想将两个旋风除尘器串联使用的情况。多级旋除尘器,它都装在一个圆筒之向,由进口进入之后,气体经过第二级圆筒和第三级圆筒旋风处理,但排灰一、二级合一出口,三级另有一个出口,这是为了提高效率,这种多级旋风除尘器比串联旋风除尘器显然缩小了体积。多级旋风除尘器最早应用于电石炉正压大布袋除尘器系统,由于其具有很高的除尘效率,可减少正压大布袋除尘器系统引风机的磨损,同时也降低了布袋除尘器的负荷。

操作条件:特殊场合还要考虑到气体密度,大气压和温度的变化,及时修正实际处理量,旋风除尘器进口风速及压力变化。

3、旋风惯性除尘器

旋风惯性除尘器是普通旋风除尘器和百叶式惯性除尘器的组合,兼有惯性和旋风除尘功能。含尘气体从旋风除尘器顶部螺旋线进口切向进入筒体,粉尘因离心力被甩向外筒内壁,随外螺旋线下降气流落入锥斗。还有部分细小粉尘在靠近百叶窗碰撞反弹随气流下降降至锥斗。此外,因通过百叶窗间隙提前排除大部分净化气流,从而减少椎体尾部返混二次气流量,有利于除尘效率的提高,降低了压力损失。旋风惯性除尘器压力损失小,处理风量大,适用于净化非纤维状的粉尘,和在初始粉尘含量大的场合,作为二级除尘的一级净化。旋风惯性除尘器在钢铁厂应用比较广泛,使用效果很理想。

操作条件:根据粉尘的物理性质,要考虑二相流中粉尘的密度、粒度分布、粉尘湿度、粘性和是否有纤维状或绒毛状粉尘等,合理选用除尘器。

旋风除尘器维护方法

一、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。

二、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、卸灰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。

三、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。

4、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。

5、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。

四、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;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。

旋风除尘器的选型原则及步骤

一、选型原则

1、旋风式除尘器净化气体量应与实际需要处理的含尘气体量一致。选择旋风式除尘器直径时应尽量小些,如果要求通过的风量较大,可采用几个小直径的旋风除尘器并联为宜。

2、旋风式除尘器入口风速要保持18~23m/s,过低时除尘效率下降:过高时阻力损失及耗电量均要增加,且除尘效率提高不明显。

3、所选择的旋风式除尘器的阻力损失小,动力消耗少,且结构简单、维护简便。

4、旋风式除尘器能捕集到的最小粉尘粒子应稍小于被处理气体中的粉尘粒度。

5、当含尘气体温度很高时,要注意保温,避免水分在除尘器内凝结。假如粉尘不吸收水分、露点为30~50℃时,除尘器的温度最少应高出30℃左右,假如粉尘吸水性较强(如水泥、石膏和含碱粉尘等)、露点为20~50℃时,除尘器的温度应高出露点温度40~50℃。

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

7、易燃易爆粉尘(如煤粉)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、当粉尘黏性较小时,最大允许含尘质量浓度与旋风筒直径有关,即直径越大其允许含尘质量浓度也越大。具体的关系见表。

二、选型步骤

旋风除尘器的选型计算主要包括类型和筒体直径及个数的确定等内容。一般步骤和方法如下所述。

1、除尘系统需要处理的气体量。当气体温度较高、含尘量较大时,其风量和密度发生较大变化,需要进行换算。若气体中水蒸气含量较大时,亦应考虑水蒸气的影响。

2、根据所需处理气体的含尘质量浓度、粉尘性质及使用条件等初步选择除尘器类型。

3、根据需要处理的含尘气体量Q,按下式算出除尘器直径:或根据需要处理气体量算出除尘器进口气流速度(一般在12~25m/s之间),由选定的含尘气体进口速度和需要处理的含尘气体量算出除尘器入口截面积,再由除尘器各部分尺寸比例关系选出除尘器。当气体含尘质量浓度较高,或要求捕集的粉尘粒度较大时,应选用较大直径的旋风除尘器;当要求净化程度较高,或要求捕集微细尘粒时,可选用较小直径的旋风除尘设备并联使用。

4、必要时按给定条件计算除尘器的分离界限粒径和预期达到的除尘效率,也可直接按有关旋风除尘器性能表选取,或将性能数据与计算结果进行核对。

5、除尘器必须选用气密性好的卸料器,以防器体下部漏风,影响效率急剧下降。除尘器底部设置如图所示的集尘箱和空心隔离锥(图中D为除尘器筒体直径)可减少漏风和涡流造成的二次扬尘,使除尘效率有较大的提高。

6、旋风除尘器并联使用时,应采用同型号旋风除尘器,并需合理地设计连接风管,使每个除尘器处理的气体量相等,以免除尘器之间产生串流现象,降低效率。彻底消除串流的办法是为每一除尘器设置单独的集尘箱。

7、旋风除尘器一般不宜串联使用。必须串联使用时,应采用不同性能的旋风除尘器,并将低效者设于前面。

以上是为您介绍的旋风除尘器工作原理、优缺点、效率的影响因素、分类及操作条件、维护方法、选型原则及步骤。希望能够帮助您进一步了解旋风除尘器。其实,很多人对旋风除尘器的寿命很关心,其实旋风除尘器的寿命很长,旋风除尘器寿命长的另一个重要表现还在于,滤板的无故障运行时间长,它不需要进行类似布袋除尘器日常的维护与保养。而良好的清灰特性将保持其稳定的设备阻力,使烧结板过滤装置可基本实现长期有效的免维护运行。其耐压、耐腐、耐磨及耐空气冲击性能较布袋强很多,因此其使用寿命一般可达10年以上;广泛的适应性—适应所有粉尘,由其是钠米级超细粉尘更显优势。

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