旋风分离器是利用旋转含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式气—固分离装置,广泛应用于化工、石油、冶金、建材、矿业等行业。具有结构简单、生产能力大、体小、投资省、操作维护简便、维护费用低等优点。
传统旋风除尘器工作原理
它对于捕集、分离5~10μm以上的粉尘尤其有效,但对粉尘粒径较小的粉尘除尘效果一般,所以对于除尘要求较高的生产场合,一般将它作为多级除尘中的一级除尘使用。如何在提高旋风除尘器效率的同时实现合理的压力损失,一直是国内外研究者所共同关注的焦点。
当含尘气流由入口切线进入除尘器后,沿桶壁作旋转运动,由上向下,形成外涡旋。外涡旋到达椎体底部后,速度达到,湍流达到,气体转而开始向上,沿轴心向上旋转,形成内涡旋,最后由排出管排除,参见图1。气流在外涡旋作旋转运动时,尘粒在惯性离心力的推动下,向外壁移动,到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下,沿壁面落入灰斗。内外涡旋的旋转方向相同。
传统旋风除尘器阻力影响分析
(1)入口气体的膨胀及和排气管之间的碰撞摩擦,是造成入口损失的主要原因。偏置排气管可使之有效降低,究其原因,偏置后的排气管改善了桶内的流场,不仅使得排气管避开了入口气体的膨胀影响,还使得原来由于单侧进气方式造成的沿排气管外壁90°—180°的“滞留层”由于气体的加速而消失。
(2)出口阻力是由于排气流和排气管内壁强烈摩擦而形成,在排气管中设减阻杆等措施可以降低排气管内旋转气流的切向速度,从而降低排气管阻力。
(3)灰斗阻力形成于内外漩涡的交界处,分离器内的旋转运动达到,气流的湍流度也达到。石油大学提出的新型灰斗使得旋转气流在到达湍流度很强之前就已经进入灰斗,随着空间的增大,气体的湍流度重新降低,从而降低了其灰斗阻力。