旋风除尘器设计详解

第一篇：旋风除尘器设计详解

旋风除尘器设计

1.1 除尘器简介

除尘器是把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器或除尘设备。除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。日常工业上使用的除尘器主要有：重力除尘器、惯性除尘器、电除尘器、湿除尘器、袋式除尘器、旋风除尘器等。

重力除尘器是使含尘气体中的粉尘借助重力作用自然沉降来达到净化气体的装置，它的特点是结构简单，阻力小，但体积大，除尘效率低，设备维修周期长。惯性除尘器是一种利用粉尘在运动中惯性力大于气体惯性力的作用，将粉尘从气体中分离出来的除尘设备，特点是结构简单，阻力较小，但除尘效率低。电除尘器利用含尘气体在通过高压电场电离时，尘粒荷电并受电场力的作用，沉积于电极上，从而使尘粒和气体分离的一种除尘设备，其特点是效率高、阻力低、适用于高温和除去细微粉尘等优点。湿式除尘器是使含尘气体与水或者其他液体相接触，利用水滴和尘粒的惯性膨胀及其他作用而把尘粒从气流中分离出来，特点是投资低、造作简单，占地面积小，能同时进行有害气体的净化、含尘气体的冷却和加湿等优点。袋式除尘器主要依靠编织的或毡织的滤布作为过滤材料达到分离含尘气体中粉尘的目的，特点是适应性比较强，不受粉尘比电阻的影响，也不存在水的污染问题，同时存在过滤速度低、压降大、占地面积大、换袋麻烦等缺点。

1.2除尘器的概念和分类

除尘器是把粉尘从烟气中分离出来 的设备叫做除尘器 或除尘设备。除尘器的性能用可处理的气体量、气体通过除尘器时的阻力损失和除尘效率来表达。同时，除尘器的价格、运行和维护费用、使用寿命长短和操作管理的难易也是考虑其性能的重要因素。除尘器是锅炉及工业生产中常用的设施。在国家采暖通风与空气调节术语标准中，明确了若干除尘器的具体含义，摘抄部分如下：

除尘器：用于捕集、分离悬浮于空气 或气体中粉尘例子粒子的设备，也称收尘器。

沉降室:由于含尘气流进入较大空间速度突然降低，使尘粒在自身重力作用下与气体分离的一种重力除尘装置。也称重力除尘器。

旋风除尘器：含尘 气流沿切线 方向进入筒体做螺旋形旋转运动，在离心作用下将尘粒 分离和捕集的除尘器。

袋式除尘器：用纤维性滤袋捕集粉尘的除尘器。

惯性除尘器：借助各种形式的挡板，迫使气流方向改变，利用尘粒的惯性使其和挡板发生碰撞而将尘粒分离和捕集的除尘器。

除尘器有很多种类，除尘器按其作用原理分成以下五类：

(1)机械力除尘器包括重力除尘器、惯性除尘器、离心除尘器等。

(2)洗涤式除尘器包括水浴式除尘器、泡沫式除尘器，文丘里管除尘器、水膜式除尘器等。

(3)过滤式除尘器包括布袋除尘器和颗粒层除尘器等

(4)静电除尘器;包括管式静电除尘器、板式静电除尘器、湿式静电除尘器。

(5)磁力除尘器。

(6)旋风除尘器。包括：单筒旋风除尘器、多筒旋风除尘器。

(7)除尘器按照除尘方式分为：

(8)干式除尘器。

(9)半干式除尘器。

(10)湿式除尘器。现在工业中用的比较多的是电袋复合式除尘器及袋式除尘器。(fabric filter )

(11)工业气体如果直接排放到大气中，会对环境造成极大的污染与危害，形成酸雨、酸雾等恶劣气候，除尘器已经在国内应用广泛，目前出现的新型除尘器如电力除尘器、纤维粉尘除尘器复合式除尘器等都表现了除尘器还有很大的发展前景。

1.3除尘器的选型依据

(1)根据除尘效率的要求

所选除尘器必须满足排放标准的要求。要注意烟气处理量变化对除尘效率的影响。正常运行时，除尘器的效率高低排序是：袋式除尘器>电除尘器及文丘里除尘器>水膜旋风除尘器>旋风除尘器>惯性除尘器>重力除尘器 (2)根据气体性质

选择除尘器时，必须考虑气体的风量、温度 、成分、湿度等因素。 电除尘器适用于大风量、烟气温度<400C的烟气净化。 袋式除尘器适用于烟气温度<260C的烟气净化，不受烟气量大小的限制，但不宜处理高湿度和含油污的烟气净化。

易燃易爆的气体净化适合于湿式除尘器。 旋风除尘器的处理风量有限。

当需要同时除尘和净化有害气体时，可考虑采用喷淋塔和旋风水膜除尘器。 (3)根据粉尘性质

粉尘性质包括比电阻、粒度、真密度、粘性、憎水性和水硬性、可燃、爆炸性等。

比电阻过大或过小的粉尘不宜采用电除尘器、袋式除尘器不受粉尘比电阻的影响;

粉尘的浓度和粒度对电除尘器的效率影响较为显著，但对袋式除尘器的影响不显著，当气体的含尘浓度较高时(>30kg/),电除尘前宜设置预除尘装置。

袋式除尘器的型式、清灰方式和过滤风速取决于粉尘的性质。 湿式除尘器不适合于净化憎水性和水硬性的粉尘;粉尘的真密度对重力除尘器、惯性除尘器和旋风除尘器的影响显著。 (4)根据压力损失与耗能 (5)根据设备投资和运行费用 (6)节水与防冻的要求 (7)粉尘和气体回收利用的要求

2、旋风除尘器 2.1. 旋风除尘器简介

旋风除尘器是利用旋转的含尘气体产生的惯性离心力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。其特点是，结构简单，本身无运动部件，不需要特殊的附属设备，占地面积小，操作、维护简便，压力损失中等，运动消耗不大，运转、维护费用低;操作弹性大，性能稳定，不受含尘气体的浓度、温度限制，对于粉尘的物理性质无特殊要求。旋风除尘器可捕集粒径为5um以上的粉尘，允许最高进口含尘质量浓度为100g/m3,最高温度450度，进口气流速度15—25m/s，阻力损失588——1960Pa，除尘效率50%—90%。

旋风除尘器按结构可分为，普通旋风除尘器、异性旋风除尘器、双旋风除尘器、组合式旋风除尘器。按其旋风子数量，可分为单管式和多管式。目前，旋风除尘器广泛应用于化工、石油、冶金、建筑、矿山、机械、轻纺等工业部门。 2.2旋风除尘器的概念及类型

旋风除尘器，含尘气流沿切线方向进入筒体做螺旋形旋转运动，在离心作用下将尘粒分离和捕集的除尘器。

旋风除尘器有了上百年的发展历程，由于不断改进和为了适应各种应用场合出现了很多类型，因而可以根据不同的特点和要求来进行分类。

按照 旋风除尘器的构造，可以分为普通旋风除尘器、异形旋风除尘器、双旋旋风除尘器和组合式旋风除尘器

按照旋风除尘器的效率不同，可以分为通用旋风除尘器(包括普通旋风除尘器和大流量 旋风除尘器)和高效旋风除尘器

按清灰方式可以分为干式和湿式两种。

按进气方式和排灰方式，旋风除尘器可以分为以下四类： 切向进气，周边排灰; 轴向进气，轴向排灰; 轴向进气，轴向排灰; 轴向进气，周边排灰; 2.3旋风除尘器的工作原理和结构

旋风除尘器的除尘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与器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。

旋风除尘器由筒体、锥体、进气管、排气管和卸灰管等组成。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圆周运动。旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下、朝锥体流动，通常称此为外旋气流。含尘气体的旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的尘粒甩向器壁。尘粒一旦与器壁接触，便失去径向惯性力而靠向下的动量和向下的重力沿壁面下落，进入排灰管。 2.4旋风除尘器的特点

旋风除尘器的优点是结构简单，造价便宜，体积小，无运动部件，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大;缺点是除尘效率不高，对于流量变化大的含尘气体性能较差。

旋风除尘器的选型步骤如下： (1)除尘系统需要处理的气体量。

(2)根据所需处理的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，算出除尘器直径。 (4)必要时按给定的条件计算除尘器的 分离界限粒径和预期达到的除尘效率，也可按照有关旋风除尘器性能表选取，或者按照经验数据选取。

(5)除尘器不需选用气密性好的卸灰阀，以防除尘器本体下部漏风，否则效率急剧下降。

(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联现象，降低效率。 (7)旋风除尘器一般不宜串联使用。

3、中等风量旋风除尘器设计计算

3.1设计参数

处理风量

15909m/h 空气温度

300℃ 粉尘成分

粉尘质量浓度

用途

闪速炉除尘

选型方向

标准CLP/B-12.5X型高风量旋风除尘器 3.2 结构尺寸计算

排气管(内筒)截面积与直径：

SdQv3600Vd3

SiO2

=15909/(3600×20)

=0.221m

Dd(4Sd/)0.52

0.5

=

=(Sd/0.785)

=0.531m 取Dd=530mm (0.088/0.785)圆筒空(环)截面积

SkQv3600Vk(一般空截面上升速度Vk=2.5~4.9m/s)

2

=15909/(3600×3.5)=1.473m 圆筒全截面积

SoSdSk

=0.221+1.473

=1.694m 圆筒直径

Do(S0/0.785)0.52

0.5

=(1.694/0.785)

=1.469m

取Do=1470mm 3.3相关尺寸 (1)圆筒长度

L11502Do150

=2×1470+150

=3090mm (2)锥体长度：

L21002Do100

=2×1470+100

=3040mm (3)进口尺寸：

S1V/3600V1

(一般V1=15~25m/s)

=15909/(3600×16)

=0.2767m=bH

S1

=B.2B

=2B

2

B=(S1/2)0.5

0.5

=(0.276/2)

=0.371m

取B=375mm

H=2B=750mm (4)排灰口直径：

d0.25Do

=0.25×1470=0.367m

取D=370mm 3.4技术性能 (1)处理能力：

Qv3600S1V1

=3600×(0.375×0.750)×16

=16200m/h (2)设备阻力：

P=(V1/2)

23

(=5.0~5.5)

=5×(20×20×1.205/2)

=1205Pa (3)除尘效率： 按经验值取=90% (4)排放浓度：

C2(1)C1

=(1-0.90)×0.116

=0.0116kg/m

3(5)粉尘回收量：

GQv(C1C2)106

=1660kg/h 3.5定型结论

型式：

标准CLP/B-12.5X型高风量旋风除尘器 风量：

阻力：

外形尺寸： 15909m3

/h 1200Pa 1470mm×6130mm

第二篇：旋风除尘器的设计与计算

一、实习目的

1、进一步了解旋风除尘器的有关计算

2、熟悉用CAD画效果图

3、查阅和整理各方面资料，了解旋风除尘器各方面性能及影响因素;

二、设计题目

设计一台处在常温(20°C)，常温下含尘空气的旋风除尘器。已知条件为：处理气量Q=1300m³/h，粉尘密度ρp=1960kg/m³,空气密度ρ=1.29 kg/m，空气粘度μ=1.8x10-5Pa.s，进入的粉尘粒度分布见下表：

设计要求：XLT旋风除尘器，最后实现污染物的达标排放，且除尘效率为85%，压力损失不高于2000Pa。

提交文件：设计说明+旋风除尘器图(CAD制图) ，图纸输出A4纸。

三、旋风除尘器的工作原理

1.1 工作原理 (1)气流的运动

普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成;气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋;少量气体沿径向运动到中心区域 ;旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋;气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度。

(2)尘粒的运动：

切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁;到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗;上涡旋-气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出。 1.2特点

(1)旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便以及适用面宽的优点。

(2)旋风除尘器的除尘效率一般达85%左右，高效的旋风除尘器对于输送、破碎、卸料、包装、清扫等工业生产过程产生的含尘气体除尘效率可达95%-98%，对于燃煤炉窑产生烟气的除尘效率可以达到92%-95%。

(3)XLT旋风除尘器的主要特点

(4)旋风除尘器捕集<5μm颗粒的效率不高，一般可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，与其他类型高效除尘器合用。可用于10μm以上颗粒的去除，符合此题的题设条件。

1.3影响旋风除尘器除尘效率的因素

(1)入口风速 由临界计算式知，入口风速增大，

dc降低，因而除尘效率提高。但是风速过大，压力损失也明显增大

(2)除尘器的结构尺寸 其他条件相同，筒体直径愈小，尘粒所受的离心力愈大，除尘效率愈大。筒体高度对除尘效率影响不明显，适当增大锥体长度，有利于提高除尘效率。减小排气管直径，有利于提高除尘效率。

(3)粉尘粒径和密度

大粒子离心力大，捕集效率高，粒子密度愈小，越难分离，本题中<5m的粒子质量频率约25%，所以导致除尘效率变低，以至于达不到除尘标准。

(4)灰斗气密性

若气密性不好，漏入空气，会把已经落入灰斗的粉尘重新带走，降低了除尘效率。

四、设计计算

1旋风除尘器各部分尺寸的确定 1.1形式的选择

根据国家规定的粉尘排放标准、粉尘的性质、允许的阻力和制造条件、经济性合理选择旋风除尘器的形式，选通用型旋风除尘器。

1.2 确定进口风速

设：风速u=20m/s 1.3 确定旋风除尘器的尺寸

(1)进气口面积A的确定

进气口截面一般为长方形，尺寸为高度H和宽度B，根据处理气量Q和进气速度u可得

AQu

1300360020

= 0.018055556m2

根据“切向入口旋风除尘器标准尺寸比例”中的斯台尔曼比例可得： 设：筒体直径为D，则： H=0.5D B=0.2D 0.1D=0.018055556 则：筒体直径D=0.424918298m 则：入口宽度B=0.08498366m

入口高度H=0.212459149m

排气管直径DE=0.5D=0.212459149m 排尘口直径DC=0.375D=0.159344362m 筒体高度L1=1.5D=0.637377447m 锥体高度L2=2.5D=1.062295745m 出口长度L3=0.5D=0.212459149m (1)、取内外涡旋分界柱的直径为：d0=0.7d，(d:排气管的直径)故气流交界面上的切向速度为VT0：

n110.67*D0.14T2830.330.589668212

d00.7d0.148721404m

VT0DVd0n37.14313675ms(2)h0L1L2L31.48721404310207 m (3)外涡旋气流的平径向速度为：Vr1Q2r0h00.519689598ms

(4)dc5018uvrr0V2pT022.15183835764886 (5) d1dp1exp0.693dc5011n0.574496241 0.781432042

1d2dp1exp0.693dc501n

d3dp1exp0.693dc5011n0.940294653 d4dp1exp0.693dc501n0.990849394 1n0.997966315 1n0.999296504 111d5dp1exp0.693dc50dp1exp0.693dc506d6总效率总gdii1di0.93199525

(6)压力损失Pu221341.6

压力损失符合标准。

五、设计心得

作为一名环境工程的大二学生，我觉得做大气污染控制课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力?如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢?我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。

在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，如：CAD制图、word的使用等。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计的又一收获。

最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计之前，对整个工艺系统有一个全面的了解，知道该工艺有哪些设备及每个设备的工作原理和正常运转的相关参量;在设计程序时，不能妄想一次就将整个设计做好，需要反复修改、不断改进是设计的必经之路;要养成注释的好习惯，一个完美的设计应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便;在设计课程过程中遇到问题是很正常，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题的课程设计结束了，但是从中学到的知识会让我受益终身。

第三篇： CLT/A 旋风除尘器 设计说明书

学院：环境科学与工程学院 专业：环境工程 姓名：

学号：200710701141 指导老师：唐晓龙

目 录 一.简介············································· 二.旋风除尘器的结构及特点···························

三.旋风除尘器原理及其优点···························

四.选型依据·········································

五.影响旋风除尘器效的因素···························

六.影响旋风除尘器压降的因素·························

七.结论与建议·······································

八.参考文献········································

一、简介

旋风除尘器是利用旋转的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.旋风除尘器用于工业生产以来，已有百余年历史。该类 分离设备、机构简单、制造容易、造价和运行费用较底，对于捕集分离5～μm 以上的较粗颗粒粉尘，净化效率很高所以在矿山、冶金、耐火材料、建筑材料、 煤 炭、化工及电力工业部门应用极为普遍。但旋风除尘器对于5～μm以下的 较细颗粒粉尘(尤其是密度小的细颗粒粉尘)净化效率极低所以旋风分离器通常 用于粗颗粒粉尘的净化或用于多级净化时的初步处理

二、旋风除尘器的结构及特点 旋风除尘器也称作旋风分离器，是利用器内旋转的寒碜气体所产生的离心

力，将粉尘从气流中分离出来的一种干式气固分离装 置。它主要由排灰管、圆锥体、圆柱体、进气管、排气 管以及顶盖组成。

旋风除尘器具有以下特点：

1.结构简单，器身无运动部件，不需要特殊的附属 设备，占地面积小，制造，安装投资较少。

2.操作维护简便，压力损失中等，动力消耗不大， 运转，维护费用较低。

3.操作弹性较大，性能稳定，不受含尘气体的浓度， 温度限制。对于粉尘的物理性质无特殊的要求同时可根 据化工生产的不同要求，选用不同的材料制作或内衬不 同的耐磨，耐热的材料，以提高使用寿命。

旋风除尘器一般用于捕集5-15微米以上的颗粒.除尘效率可达80%以上，

近年来经改进后的特制旋风除尘器，其除尘效率可达5%以上。旋风除尘器的缺 点是捕集微粒小于5微米的效率不高。

CLT/A型旋风除尘器主要由旋风筒体、集灰斗、蜗壳(或集风帽)组成，有 两种出风方式：X型(水平出风)一般用于负压操作;Y型(上部出风)一般用 于正或负压操作。

CLT/A型旋风除尘器为基本型旋风除尘器，属螺旋型旋风除尘器。其顶盖板 做成下倾15°的螺旋切线形，含尘气体进入除尘器后，沿倾斜顶盖的方向做下

旋流动，而不致形成上灰环，可消除引入气流向上流动而形成的小旋涡气流，减 少动能消耗，提高除尘效率。它的另一个特点是筒体细长和锥体较长，而且锥体 锥角较小，能提高除尘效率，但压力损失也较高。

所以，旋风除尘器广泛用于工业炉窑烟气除尘和工厂通风除尘，工业气力输

送系统气固两相分离与物料气力烘干回收等。

三、旋风除尘器的工作原理及其优点

1.旋风除尘器工作原理

旋风除尘器是利用旋转气流所产生的离心力将尘粒从合尘气流中分离出来的除 尘装置。它具有结构简单，体积较小，不需特殊的附属设备，造价较低.阻力中 等，器内无运动部件，操作维修方便等优点。旋风除尘器一般用于捕集5-15微 米以上的颗粒.除尘效率可达80%以上，近年来经改进后的特制旋风除尘器.其 除尘效率可达5%以上。旋风除尘器的缺点是捕集微粒小于5微米的效率不高.

旋风除尘器内气流与尘粒的运动概况：

旋转气流的绝大部分沿器壁自圆简体，呈螺旋状由上向下向圆锥体底部运 动，形成下降的外旋含尘气流，在强烈旋转过程中所产生的离心力将密度远远大 于气体的尘粒甩向器壁，尘粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而靠入口速度的动 量和自身的重力沿壁面下落进入集灰斗。旋转下降的气流在到达圆锥体底部 后.沿除尘器的轴心部位转而向上.形成上升的内旋气流，并由除尘器的排气管 排出。

自进气口流人的另一小部分气流，则向旋风除尘器顶盖处流动，然后沿排气 管外侧向下流动，当达到排气管下端时，即反转向上随上升的中心气流一同从诽 气管排出，分散在其中的尘粒也随同被带走。 2.旋风除尘器的优点

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。

四、选型依据 确定旋风除尘器几何尺寸

确定进口面积 Fi=a×b= 其中， a——进气口高度;

b——进气口一侧宽(双筒进气口相同);

现在需要确定Q 因为，PV=nRT ;同样，PNVN=nRTN 所以nR== ，同时又能推出= 已知，QN=2800 Nm3/h ，PN=101325 Pa ，TN=273K ， P=101325+(-340)=100985Pa ，T=273+250=523K 可算出Q===5382.1621 m3/h Fi=a×b===0.04397 m2 又因为，根据经验可知

a:b=2～3，此处取a=2b 所以，2b2=0.0427 ;

计算后得b=0.148 m a=0.297m; 筒体尺寸D0和 h D0——旋风除尘器筒体直径

h——筒体高度 b=(0.2～0.25) D0 ，所以D0= (4～5)b 我们取D0=4b=0.593m ; 圆整D0=0.6m 所以b=0.15 m ， a=0.3m;圆整Vi=16.6/s; h=1.5 D0=0.9 m

五、影响旋风除尘器效率的因素 5 55 5.1 .1.1 .1除尘器结构尺寸对其性能的影响

旋风除尘器的各个部件都有一定的尺寸比例，每一个比例关系的变动， 都能影响旋风除尘器的效率和压力损失。其中除尘器直径、进气口尺寸、 排气管直径为主要影响因素。 5 55 5.1.1 .1.1.1.1 .1.1进气口

旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和 压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气 口面积相对于筒体断面小时，进入除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘 的分离。 5 55 5.1.2 .1.2.1.2 .1.2圆筒体直径和高度

圆筒体直径是构成旋风除尘器的最基本尺寸。旋转气流的切向速度对 粉尘产生的离心力与圆筒体直径成反比，在相同的切线速度下，筒体直径

D越小，气流的旋转半径越小，粒子受到的离心力越大，尘粒越容易被捕 集。因此，应适当选择较小的圆筒体直径，但若筒体直径选择过小，器壁

与排气管太近，粒子又容易逃逸;筒体直径太小还容易引起堵塞，尤其是 对于粘性物料。当处理风量较大时，因筒体直径小处理含尘风量有限，可 采用几台旋风除尘器并联运行的方法解决。并联运行处理的风量为各除尘 器处理风量之和，阻力仅为单个除尘器在处理它所承担的那部分风量的阻 力。但并联使用制造比较复杂，所需材料也较多，气体易在进口处被阻挡 而增大阻力。因此，并联使用时台数不宜过多。筒体总高度是指除尘器圆 筒体和锥筒体两部分高度之和。增加筒体总高度，可增加气流在除尘器内 的旋转圈数，使含尘气流中的粉尘与气流分离的机会增多，但筒体总高度 增加，外旋流中向心力的径向速度使部分细小粉尘进入内旋流的机会也随 之增加，从而又降低除尘效率。筒体总高度一般以4倍的圆筒体直径为宜， 锥筒体部分，由于其半径不断减小，气流的切向速度不断增加，粉尘到达 外壁的距离也不断减小，除尘效果比圆筒体部分好。因此，在筒体总高度 一定的情况下，适当增加锥筒体部分的高度，有利提高除尘效率。一般圆 筒体部分的高度为其直径的1.5倍，锥筒体高度为圆筒体直径的2.5倍时， 可获得较为理想的除尘效率。 5 55 5.1.3 .1.3.1.3 .1.3排风管

排风管的直径和插入深度对旋风除尘器除尘效率影响较大。排风管直 径必须选择一个合适的值，排风管直径减小，可减小内旋流的旋转范围， 粉尘不易从排风管排出;有利提高除尘效率，但同时出风口速度增加，阻 力损失增大。若增大排风管直径，虽阻力损失可明显减小，但由于排风管 与圆筒体管壁太近，易形成内、外旋流“短路”现象，使外旋流中部分未 被清除的粉尘直接混入排风管中排出，从而降低除尘效率。一般认为排风 管直径为圆筒体直径的0.5~0.6倍为宜。排风管插入过浅，易造成进风口 含尘气流直接进入排风管，影响除尘效率;排风管插入过深，易增加气流 与管壁的摩擦面，使其阻力损失增大，同时，使排风管与锥筒体底部距离 缩短，增加灰尘二次返混排出的机会。排风管插入深度一般以略低于进风 口底部的位置为宜。 5 55 5.1.4 .1.4.1.4 .1.4排灰口 排灰口的大小与结构对除尘效率有直接的影响。增大排灰口直径可使 除尘器提高压力降，对提高除尘效率有利，但排灰口直径太大会导致粉尘 的重新扬起。通常采用排灰口直径Do=(0.5-0.1)Dc。 5 55 5.2 .2.2 .2操作工艺参数

在旋风除尘器尺寸和结构定型的情况下，其除尘效率关键在于运行因 素的影响。 5 55 5.2.1 .2.1.2.1 .2.1流速

旋风除尘器是利用离心力来除尘的，离心力愈大，除尘效果愈好。在 圆周运动(或曲线运动)中粉尘所受到的离心力为：F=ma 式中：F——离心力，N;

m——粉尘的质量，kg;

a——粉尘的离心加速度，m/s2。 因为，a=VT2/R 式中：VT——尘粒的切向速度，m/s; R——气流的旋转半径，m。 所以，F=mVT 2/R 可见，在旋风除尘器的结构固定(R不变)，粉尘相同(m稳定)的情况下， 增加旋风除尘器入口的气流速度，旋风除尘器的离心力就愈大。而旋风除 尘器的进口气量为：Q=3 600 AVT 式中：Q——旋风除尘器的进口气量，m3/h; A——旋风除尘器的进口截面积，m2。 所以，在结构固定(R不变，A不变)、粉尘相同(m稳定)的情况下，除 尘器入口的气流速度与进口气量成正比，而旋风除尘器的进口气量是由引 风机的进风量决定的。

可见，提高进风口气流速度，可增大除尘器内气流的切向速度，使粉 尘受到的离心力增加，有利提高其除尘效率。但进风口气流速度提高，径 向和轴向速度也随之增大，紊流的影响增大。对每一种特定的粉尘旋风除 尘器都有一个临界进风口气流速度，当超过这个风速后，紊流的影响比分 离作用增加更快，使部分已分离的粉尘重新被带走，影响除尘效果。 5 55 5.2.2 .2.2.2.2 .2.2粉尘的状况

粉尘颗粒大小是影响出口浓度的关键因素。处于旋风除尘器外旋流的 粉尘，在径向同时受到两种力的作用，一是由旋转气流的切向速度所产生 的离心力，使粉尘受到向外的推移作用;另一个是由旋转气流的径向速度 所产生的向心力，使粉尘受到向内的推移作用。在内、外旋流的交界面上， 如果切向速度产生的离心力大于径向速度产生的向心力，则粉尘在惯性离 心力的推动下向外壁移动，从而被分离出来;如果切向速度产生的离心力 小于径向速度产生的向心力，则粉尘在向心力的推动下进入内旋流，最后 经排风管排出。如果切向速度产生的离心力等于径向速度产生的向心力， 即作用在粉尘颗粒上的外力等于零，从理论上讲，粉尘应在交界面上不停 地旋转。实际上由于气流处于紊流状态及各种随机因素的影响，处于这种 状态的粉尘有50%的可能进入内旋流，有50%的可能向外壁移动，除尘效率 应为50%。此时分离的临界粉尘颗粒称为分割粒径。这时，内、外旋流的 交界面就象一张孔径为分割粒径的筛网，大于分割粒径的粉尘被筛网截留 并捕集下来，小于分割粒径的粉尘，则通过筛网从排风管中排出。旋风除 尘器捕集下来的粉尘粒径愈小，该除尘器的除尘效率愈高。离心力的大小 与粉尘颗粒有关，颗粒愈大，受到离心力愈大。当粉尘的粒径和切向速度 愈大，径向速度和排风管的直径愈小时，除尘效果愈好。气体中的灰分浓 度也是影响出口浓度的关键因素。粉尘浓度增大时，粉尘易于凝聚，使较 小的尘粒凝聚在一起而被捕集，同时，大颗粒向器壁移动过程中也会将小 颗粒挟带至器壁或撞击而被分离。但由于除尘器内向下高速旋转的气流使 其顶部的压力下降，部分气流也会挟带细小的尘粒沿外壁旋转向上到达顶 部后，沿排气管外壁旋转向下由排气管排出，导致旋风除尘器的除尘效率 不可能为100%。

根据除尘效率计算公式：η=(1-So/Si)×100% 式中：η——除尘效率;

So——出口处的粉尘流出量，kg/h; Si——进口处的粉尘流入量，kg/h。 因为旋风除尘器的除尘效率不可能为100%，当进口粉尘流入量增加后， 除尘效率虽有提高，排风管排出粉尘的绝对量也会大大增加。所以，要使

排放口的粉尘浓度降低，则要降低入口粉尘浓度，可采取多个旋风除尘器 串联使用的多级除尘方式，达到减少排放的目的。

六、影响旋风除尘器压降的因素

1.进口管的摩擦损失。2.气体进入旋风除尘器时，因膨胀或压缩而造成的能 量损失。3.气体在旋风除尘器与器壁的摩擦所引起的能量损失。4.旋风除尘器内 气体因旋转而引起的能量损失。5.排气管内的摩擦损失，同时旋转运动较直线运 动消耗需要更高的能量。6.排气管内气体旋转时的动能转化成静压能的损失。

七、 结论与建议

计算得排放浓度为

7.01g/m3，由下表得排放不达标。

因此，提出以下建议以提高除尘效率。 1. 保证排灰口的严密性

旋风除尘器下部的严密性是影响除尘效率的又一个重要因素。含尘气体进人 旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥 体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。旋风除尘器内的压力分布，是轴向各断 面的压力变化较小，径向的压力变化较大(主要指静压)，这是由气流的轴向速率 和径向速率的分布决定的。气流在筒内作圆周运动，外侧的压力高于内侧，而在 外壁相近静压最高，轴心处静压最低。即使旋风除尘器在正压下运动，轴心处也 为负压，且一直延伸到排灰口处的负压最大，略不严密，就会产生较大的漏风， 已沉集下来的粉尘势必被上升气流带出排气管。所以，要使除尘效率达到设计要 求， 就要保证排灰口的严密性，并在保证排灰口的严密性的情况下，及时清除 除尘器锥体底部的粉尘，若不能持续及时地排出，高浓度粉尘就会在底部流转。 2. 设置灰尘隔离室

设置灰尘隔离室，即采用旁路式旋风除尘器，它主要是在平凡旋风除尘器的 基础上增加一个螺旋形的旁路分离室，在除尘器顶部形成的上涡旋粉尘环，从旁 路分离室引至锥体部分。这样可以使导致除尘效率降低的二次流变为能起粉尘聚 集作用的上涡旋气流，提高除尘效率。 3.改进除尘器的结构

旋风除尘器在结构上主要改进如下： ①进口管下斜5~10°，使气流在旋转的 同时保证了向下的旋转。并且下倾角确保了尘粒反弹时绝对折射朝下。在传统旋 风除尘器结构中，由于气流从上部切线标的目的进入除尘器后向下旋转，引起除 尘器顶部倒空形成上涡旋气流产生顶部灰环，灰环在气管进口处与已净化废气的 上旋气流混淆，而后经排气管排出除尘器;②进口管采用180°的半圈螺旋管代 替了传统型的直吹进筒，从而进一步保证了气流的“下旋”，确保尘气高速旋转起 来后才进筒;③锥体长度加长并采用20°小锥角，增加了气流在分离器中的逗留 时间，有利于小颗粒的沉降完全，且使向下旋转的气体平缓地转变成折转向上的 旋转，从而使除尘效率得以提高;④除尘器下设缓冲料斗，有效改善废气在筒体 内的流动工况，削减了灰斗的反混现象和下灰环可能产生的二次扬尘。 如何提高旋风除尘器除尘效率是当前饲料行业需要解决的一个重要课题。研 究和分析影响旋风除尘器除尘效率的因素，是设计、选用、管理和维护旋风除尘

器的前提，也是探求提高旋风除尘器除尘效率途径的必由之路。由于旋风除尘器 内气流速度及粉尘微粒的运动等都较为复杂，影响其除尘效率的因素较多，需要 我们进行全面分析，综合考虑，寻求最优设计方案和运行管理方法。

八、 参考资料 [1] 陈家庆.环保设备原理与设计[M].北京:中国石化出版社,2008:458～468.

[2] 郑铭.环保设备[M].北京:化学工业出版社,2006:203. [3] 郝吉明.大气污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,2002：167～177. [4] 胡洪营,张旭,黄霞,王伟.环境工程原理[M].北京:高等教育出版社,2005:225～232. [5] 熊振湖,费学宁,池勇.大气污染防治技术及工程应用[M].北京:机械工业出版 社,2003:78～86. [6] 郭静,阮宜纶.大气污染控制工程[M].北京: 化学工业出版社,2008:82～83. [7] 《化工设计全书》

第四篇：旋风布袋除尘器

旋风布袋除尘器是根据木材加工生产中粉尘的性质，结合了旋风和脉冲除尘器的优点，它克服了传统的旋风除尘器的难以分离细小粉尘的局限性，有效的解决了一般的布袋除尘器不宜处理高浓度粉尘混合气体的难题，其入口的浓度可以高达60-83g/m³，而一般的布袋除尘器的的入口允许浓度只有3-15g/m³。旋风袋式除尘器不仅可以处理各类木材加工车间的木材散碎物料，而且能够分离中密度的纤维板、刨花板、砂光作业以及木制品磨光作业中产生的高浓度的木粉尘，具有较高的综合的分离效率，经过除尘后的空气的含尘量低于国家的新的排放量的标准。此外 这种袋式旋风除尘器还具有结构紧凑，无需脉冲高压反吹的机构，无需经常的更换布袋，制作成本相对较低，噪音低等优点。

脉冲袋式除尘器主要油性分离器、袋式过滤器、脉冲清灰系统、排料机构等部分组成。混合气流由除尘器进风箱流人惯性分离器内得到预分离，混合气流中的粗大碎料或砂光木粉约有65%-85%被分离，直接进人下箱体经排料机构排出;未被捕获的细微粉尘随均匀上升的气流进人袋式过滤室，在机械过滤、碰撞、扩散等作用下被阻留在过滤袋外表面，而气流在压力差作用下透过滤料进人电磁脉冲阀。按一定顺序和周期，利用0.4-0.6MPa的压缩空气进行喷吹清灰。脉冲清灰是一种理想的清灰方式，由于脉冲气流在使滤袋整体获得微振的同时又从里向外吹透滤袋，因而具有较好的清灰效果，可采用较高的过滤风速，使滤袋面积大大减少，从而减少滤袋数目。另外，由于滤袋不受振动冲击，寿命较长。其缺点是需要压缩空气，脉冲系统较复杂。

木工车间料仓内废料长时间堆积,在高温季节易发生自燃现象。在系统性能正常的情况下,一般也会有约2%的废料沉积在输送管底部。因此,应定期对管道、布袋除尘器、料仓等部位进行检查及彻底清理。砂光涂漆产品时产生的油漆粉尘易燃易爆,最好单独使用除尘系统,不要和木粉混合,并对其做特殊处理。吸料器旁不要放擦机布、工具、零件等物品,教育工人不要使用吸尘管吸衣服或身上的粉尘,以防异物进入管道或风机,引起事故。

木工加工行业的除尘器设计安装及使用中必须考虑的几个安全问题，由于除尘系统多为公用设备,一般来说责任落实得都不好,巡视及监护也不到位,比较容易发生问题。所以必须落实专人负责开启关闭和运行巡视。除此之外,在设计安装及使用中还应注意以下几方面： 设计时要考虑消除静电。因布袋除尘器及料仓内粉尘浓度较大,干燥的废料在管道内输送时,由于摩擦会产生较多的静电,放电现象会造成打火引起粉尘爆炸。室外布袋除尘器如果超出建筑物高度时,还应考虑采取避雷措施。

第五篇：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

1 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

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