旋風除塵器工作原理

智聯(lián)儀科

旋風除塵器是一種利用離心力分離氣體中顆粒物的機械式除塵設備，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維護方便、耐高溫高壓等優(yōu)點，廣泛應用于冶金、化工、建材、電力等行業(yè)的粗粉塵分離。其核心工作原理基于旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力，通過氣固兩相的密度差實現(xiàn)顆粒物的分離。以下是其詳細工作原理及關鍵要點：

一、旋風除塵器的核心結(jié)構(gòu)

旋風除塵器通常由進氣管、筒體、錐體、排氣管和排灰口五部分組成，各部分協(xié)同作用完成氣固分離：

• 進氣管：
  • 含塵氣體從頂部或側(cè)面切向進入除塵器，形成旋轉(zhuǎn)氣流。
  • 切向進氣設計使氣體沿筒體內(nèi)壁做螺旋運動，避免直接沖擊筒體中心，減少能量損失。
    
• 筒體：
  • 圓柱形結(jié)構(gòu)，是氣體旋轉(zhuǎn)的主要區(qū)域。
  • 氣體在此形成外旋渦（向下旋轉(zhuǎn)）和內(nèi)旋渦（向上旋轉(zhuǎn)），顆粒物在離心力作用下被甩向筒壁。
    
• 錐體：
  • 連接筒體和排灰口，呈倒錐形。
  • 錐體直徑逐漸減小，氣流速度增加，離心力進一步增強，同時縮短顆粒物沉降路徑，提高分離效率。
    
• 排氣管：
  • 位于筒體頂部中心，導出凈化后的氣體。
  • 排氣管直徑通常為筒體直徑的0.5-0.6倍，過長會導致二次夾帶，過短會降低分離效率。
    
• 排灰口：
  • 位于錐體底部，用于排出收集的粉塵。
  • 需配備鎖氣裝置（如星型卸料器）防止氣體泄漏，避免二次揚塵。
    
  
  

二、旋風除塵器的工作流程

旋風除塵器的工作過程可分為三個階段：氣體旋轉(zhuǎn)形成離心力、顆粒物分離與沉降、凈化氣體排出，具體如下：

1. 氣體旋轉(zhuǎn)階段：離心力場的建立

• 切向進氣：含塵氣體以15-30m/s的速度從進氣管切向進入筒體，沿筒體內(nèi)壁做高速螺旋運動（外旋渦）。
• 離心力產(chǎn)生：
  • 顆粒物因密度遠大于氣體，在旋轉(zhuǎn)過程中受到離心力（Fc?=rmvt2??）作用，其中m為顆粒質(zhì)量，vt?為切向速度，r為旋轉(zhuǎn)半徑。
  • 離心力方向指向筒壁，使顆粒物逐漸脫離氣流，向筒壁移動。
    
• 壓力分布：
  • 筒體中心形成低壓區(qū)，外旋渦氣體向中心流動，形成內(nèi)旋渦（向上旋轉(zhuǎn)），最終從排氣管排出。
    
  
  

2. 顆粒物分離階段：沉降與捕集

• 外旋渦沉降：
  • 顆粒物在離心力作用下被甩向筒壁，與筒壁碰撞后失去動能，沿壁面下滑進入錐體。
  • 錐體直徑減小，氣流速度增加，離心力進一步增強，同時顆粒物沉降路徑縮短，提高分離效率。
    
• 內(nèi)旋渦夾帶：
  • 部分細顆粒可能被內(nèi)旋渦重新卷起，形成二次夾帶，降低分離效率。
  • 通過優(yōu)化排氣管直徑和長度，可減少二次夾帶現(xiàn)象。
    
  
  

3. 凈化氣體排出階段：氣固分離完成

• 凈化氣體：內(nèi)旋渦氣體經(jīng)排氣管排出，顆粒物濃度顯著降低（通常可去除5-50μm的顆粒，效率達70%-90%）。
• 粉塵收集：沉降至錐體的粉塵通過排灰口定期排出，需配備鎖氣裝置防止氣體泄漏。
  

香奈兒

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