旋風除塵器是利用含塵冷空氣作轉動體育運動造成的高速旋轉，將微粒從液體中分立并富宇環保下來的器。旋風除塵器與其他除塵器相比，具有內部結構簡單、沒有體育運動部件、造價便宜、除塵組織工作效率較高、維護管理方便以及適用面寬的特點，對于收集5~10μm以上的微粒，其除塵組織工作效率可達90%左右。廣泛用于工業CDEX煙氣除塵和工廠通風除塵，工業氣力輸送系統氣固兩相分立與物料氣力烘干回收等。旋風除塵器除可以作為高濃度除塵系統的預除塵器，能與其他類型高效除塵器串聯使用，在醫藥行業也得到了廣泛的應用，如原料粉碎、冷卻等生產的除塵。然而，許多飼料企業的旋風除塵器運行組織工作效率并不高，排放分項未達到設計要求，研究和探討旋風除塵器組織工作效率負面影響不利因素，對提高其除塵效率具有重要的現實意義。

1    內部結構與基本原理

旋風除塵器按冷空氣進入方式分為切流轉式、TE10G探底回升式、直流式等。醫藥行業除塵洛佐韋使用的主要就是切流探底回升式。其組織工作基本原理為：含塵液體通過JK起旋器造成轉動冷空氣，進入旋風除塵器后，沿壁自上而下作螺旋形轉動體育運動，這股向下轉動的冷空氣到達菱形高部后，轉而向下，沿支撐點向下轉動，其內部結構蟹蛛科花1。冷空氣作轉動體育運動時，微粒在慣性高速旋轉的促進作用下移向壁，在冷空氣和重力共同促進作用下沿壁面落入灰斗，去除了粉塵的液體匯向支撐點區域由排氣芯管排出。

 

旋風除塵器的性能通常以其輸送量、組織工作效率、空氣阻力降3個主要就技術分項來表示。輸送量系指除塵器器在單位時間內所能處理的含塵液體量，它取決于器的型式和內部結構尺寸；組織工作效率是除塵器除去的粉塵量與未經除塵前含塵液體中所含粉塵量的BF比；空氣阻力降有時稱輸入量，它代表含塵液體經過除塵洛佐韋消耗能量大小的一個主要就分項，壓力損失大的除塵器，在組織工作時能量消耗就大，運轉費用高。

2    流體殼狀狀況

旋風除塵器的冷空氣是由切向、軸向及軸向構成的復雜湍流狀況（蟹蛛科花2）。①切向速率：切向速率其中、外魚坑中路徑一致斜形。切向速率其中魚坑中隨筒體直徑的增大而增大，出外魚坑中隨筒體直徑的增大而增加，其中、外魚坑的剪率處達到比較大值。切向分速率使粉塵微粒在軸向路徑加速率的促進作用下造成由內向外的離心沉降速率，從而把粉塵微粒推到圓筒狀壁而被分立。②軸向速率：軸向速率其中魚坑中路徑斜形，出外旋流中路徑朝內，其中、外魚坑的剪率處逐步形成一個假想的圓柱面。軸向分速率使粉塵微粒在直徑路徑由外向內推到中心部渦核而隨上升冷空氣排離旋風除塵器，逐步形成了旋風分立器的主流，使旋風除塵器中氣、二氯甲烷物質的良好的分立。軸向分速率的存有也導致了dorsal冷空氣在上生過程中殼狀狀況的極度混亂，湍動劇烈逐步形成大量旋渦，把在沉降段（圓筒狀部份）已與液體分立的微粒重新又攪拌起來，造成部份微粒被液體一起排離旋風除塵器的伊瓦諾污染源現象，逐步形成了旋風分立器的次流，結果使旋風分立器組織工作效率下降。旋風器的邊壁處和菱形氣旋的交換處是伊瓦諾污染源的主要就區域。③軸向速率：軸向速率在筒體壁附近路徑朝下，靠近支撐點部份路徑朝上，且在支撐點高部速率比較大。當冷空氣由錐筒體詢問探底回升上升時，軸向速率會將已除下的粉塵重新帶走，逐步形成返混現象，負面影響除塵組織工作效率。

 

此外，由于軸向分速率和軸向分速率的存有，使旋風除塵器在組織工作時經常逐步形成上灰環和下灰環，其中灰環對于粉塵微粒富宇環保分立有很大的促進作用，而上灰環的存有使原本已被富宇環保分立有很大的促進作用，而上灰環的存有使原本已被富宇環保分立有很大的促進作用，而上灰環的存有使原本已被富宇環保分立在圓柱體邊壁的粉塵先沿外筒壁向下終端，然后沿高蓋向內終端，又沿內筒的壁向下移，比較后短路而排離旋風器，降低除塵組織工作效率。由此可見，克服分立器分立效果不好的辦法，必須從三方面著手，一是消除“上灰環”避免微粒走短路；二是盡量減少液體分立段的湍流，降低伊瓦諾污染源的機會；三是克服微粒在分立段的負沉降體育運動（軸向體育運動）。

 

3    負面影響除塵效果的不利因素

3.1  除塵器內部結構尺寸對其性能的負面影響

旋風除塵器的各個部件都有很大的尺寸比例，每一個比例關系的變動，都能負面影響旋風除塵器的組織工作效率和壓力損失。其中除塵器直徑、進氣口尺寸、排氣管直徑為主要就負面影響不利因素。它們的變化對除塵器性能的負面影響關系見表1。在使用時應注意，表1中所示的尺寸只能在很大范圍內進行調整，當CA過某一界限時，有利不利因素也能轉化為不利不利因素。另外，有的不利因素對于提高除塵組織工作效率有利，但卻會增加壓力損失，因而對不利因素的調整必須兼顧。

 

3.1.1 進氣口

旋風除塵器的進氣口是逐步形成轉動冷空氣的關鍵部件，是負面影響除塵組織工作效率和壓力損失的主要就不利因素。切向進氣的JK面積對除塵器有很大的負面影響，進氣口面積相對于筒體斷面小時，進入除塵器的冷空氣切線速率大，有利于粉塵的分立。

 

3.1.2 圓筒狀體直徑和高度

圓筒狀體直徑是構成旋風除塵器的比較基本尺寸。轉動冷空氣的切向速率對粉塵造成的高速旋轉與圓筒狀體直徑成反比，在相同的切線速率下，筒體直徑D越小，冷空氣的轉動直徑越小，粒子受到的高速旋轉越大，微粒越容易被富宇環保。因此，應適當選擇較小的圓筒狀體直徑，但若筒體直徑選擇過小，器壁與排氣管太近，粒子又容易逃逸；筒體直徑太小還容易引起堵塞，尤其是對于粘性物料。當處理風量較大時，因筒體直徑小處理含塵風量有限，可采用幾TA-I旋風除塵器并聯運行的方法解決。并聯運行處理的風量為各除塵器處理風量之和，空氣阻力僅為單個除塵器在處理它所承擔的那部份風量的空氣阻力。但并聯使用制造比較復雜，所需材料也較多，液體易在JK處被阻擋而增大空氣阻力。因此，并聯使用時TA-I數不宜過多。筒體總高度是指除塵器圓筒狀體和錐筒體兩部份高度之和。增加筒體總高度，可增加冷空氣在除塵器內的轉動圈數，使含塵冷空氣中的粉塵與冷空氣分立的機會增多，但筒體總高度增加，外魚坑中向心力的軸向速率使部份細小粉塵進入內魚坑的機會也隨之增加，從而又降低除塵組織工作效率。筒體總高度一般以4倍的圓筒狀體直徑為宜，錐筒體部份，由于其直徑不斷增大，冷空氣的切向速率不斷增加，粉塵到達壁的距離也不斷增大，除塵效果比圓筒狀體部份好。因此，在筒體總高度很大的情況下，適當增加錐筒體部份的高度，有利提高除塵組織工作效率。一般圓筒狀體部份的高度為其直徑的1.5倍，錐筒體高度為圓筒狀體直徑的2.5倍時，可獲得較為理想的除塵組織工作效率。

 

3.1.3 排風管

排風管的直徑和插入深度對旋風除塵器組織工作效率負面影響較大。排風管直徑必須選擇一個合適的值，排風管直徑增大，可增大內魚坑的轉動范圍，粉塵不易從排風管排出；有利于提高除塵組織工作效率，但同時出風口速率增加，空氣阻力損失增大。若增大排風管直徑，雖空氣阻力損失可明顯增大，但由于排風管與圓筒狀體管壁太近，易逐步形成內、外魚坑“短路”現象，使外魚坑中部份未被清除的粉塵直接混入排風管中排出，從而降低除塵組織工作效率。一般認為排風管直徑為圓筒狀體直徑的0.5~0.6倍為宜。排風管插入過淺，易造成進風口含塵冷空氣直接進入排風管，負面影響除塵組織工作效率；排風和插入深度一般以略低進風口高部的位置為宜。

 

3.1.4 排灰口

排灰口的大小與內部結構對除塵組織工作效率有直接的負面影響。增大排灰口直徑可使除塵器提高壓力除，對提高除塵組織工作效率有利，但排灰口直徑太大會導致粉塵的重新揚起。通常采用排灰口直徑Do=(0.5-0.1)Dc。

 

3.2  操作工藝參數

    在旋風除塵器尺寸和內部結構定型的情況下，其除塵組織工作效率關鍵在于運行不利因素的負面影響。

 

3.2.1 流速

旋風除塵器是利用高速旋轉來除塵的，高速旋轉愈大，除塵效果愈好。在圓周體育運動（或曲線體育運動）中粉塵所受到的高速旋轉為：F=ma

式中：F——高速旋轉，N；

           m——粉塵的質量，kg；

            a——粉塵的離心加速率，m/s2 。

        因為，a=VT2 /R

式中：VT——微粒的切向速率，m/s；

            R——冷空氣的轉動直徑，m。

         所以，F=mVT2 /R

可見，在旋風除塵器的內部結構固定（R不變），粉塵相同（m穩定）的情況下，增加旋風除塵器入口的冷空氣速率，旋風除塵器的高速旋轉就愈大。而旋風除塵器的JK氣量為：Q=3600 AVT

式中：Q——旋風除塵器的JK氣量，m3/h；

           A——旋風除塵器的JK截面積，m2。

 

所以，其中部結構固定（R不變，A不變）、粉塵相同（m穩定）的情況下，除塵器入口的冷空氣速率與JK氣量成正比，而旋風除塵器的JK氣量是由引風機的進風量決定的。

可見，提高進風口冷空氣速率，可增大除塵器內冷空氣的切向速率，使粉塵受到的高速旋轉增加，有利于提高其除塵組織工作效率，同時，也可提高處理含塵風量。但進風口冷空氣速率提高，軸向和軸向速率也隨之增大，湍流的負面影響增大。對每一種特定的粉塵旋風除塵器都有一個臨界進風口冷空氣速率，當CA過這個風速后，湍流的負面影響比分立促進作用增加更快，使部份已分立的粉塵重4m/s為宜。

 

3.2.2 粉塵的狀況

粉塵微粒大小是負面影響出口濃度的關鍵不利因素。處于旋風除塵器外魚坑的粉塵，在軸向同時受到兩種力的促進作用，一是由轉動冷空氣的切向速率所造成的高速旋轉，使粉塵受到向外的推移促進作用；另一個是由轉動冷空氣的軸向速率所造成的向心力，使粉塵受到向內的推移促進作用。其中、外魚坑的剪率上，如果切向速率造成的高速旋轉大于軸向速率造成的向心力，則粉塵在慣性高速旋轉的推動下向壁終端，從而被分立出來；如果切向速率造成的高速旋轉大于軸向速率造成的向心力，則粉塵在向心力的推動下進入內魚坑，比較后經排風管排出。如果切向速率造成的高速旋轉等于軸向速率造成的向心力，即促進作用在粉塵微粒上的外力等于零，從理論上講，粉塵應在交界面上不停地轉動。實際上由于冷空氣處于湍流狀況及各種隨機不利因素的負面影響，處于這種狀況的粉塵有50%的可能進入內魚坑，有50%的可能向壁終端，除塵組織工作效率應為50%。此時分立的臨界粉塵微粒稱為分割粒徑。這時，內小與粉塵微粒有關，微粒愈大，受到高速旋轉愈大。當粉塵的粒徑和切向速率愈大，軸向速率和排風管的直徑愈小時，除塵效果愈好。液體中的灰分濃度也是負面影響出口濃度的關鍵不利因素。粉塵濃度增大時，粉塵易于凝聚，使較小的塵粒凝聚在一起而被富宇環保，同時，大微粒向器壁終端過程中也會將小微粒挾帶至器壁或撞擊而被分立。但由于除塵器內向下高速轉動的冷空氣使其高部的壓力下降，部份冷空氣也會挾帶細小的微粒沿壁轉動向下到達高部后，沿排氣管壁轉動向下由排氣管排出，導致旋風除塵器的除塵組織工作效率不可能為100%。

 

       根據除塵組織工作效率計算公式：η=（1-So/Si）×100%

      式中：η——除塵組織工作效率；

               So——出口處的粉塵流出量，kg/h；

Si——JK處的粉塵流入量，kg/h。

因為旋風除塵器的除塵組織工作效率不可能為100%，當JK粉塵流入量增加后，除塵組織工作效率雖有提高，排風管排出粉塵的應該量也會大大增加。所以，要使排放口的粉塵濃度降低，則要降低入口粉塵濃度，可采取多個旋風除塵器串聯使用的多級除塵方式，達到減少排放的目的。

 

3.2.3 運行的負面影響

旋風除塵器下部的嚴密性是負面影響除塵組織工作效率的又一個重要不利因素。含塵液體進入旋風除塵器后，沿壁自上而下作螺旋形轉動體育運動，這股向下轉動的冷空氣到達菱形高部后，轉而向下，沿支撐點向下轉動。旋風除塵器內的壓力分布，是軸向各斷面的壓力變化較小，軸向的壓力變化較大（主要就指靜壓），這是由冷空氣的軸向速率和軸向速率的分布決定的。冷空氣在筒內作圓周運動，外側的壓力高于內側，而在壁附近靜壓比較高，支撐點處靜壓比較低。即使旋風除塵器在正壓下體育運動，支撐點處也為負壓，且一直延伸到排灰口處的負壓比較大，稍不嚴密，就會造成較大的漏風，已沉集下來的粉塵勢必被上升冷空氣帶出排氣管。所以，要使除塵組織工作效率達到設計要求，就要保證排灰口的嚴密性，并在保證排灰口的嚴密性的情況下，及時清除除塵器菱形高部的粉塵，若不能連續及時地排出，高濃度粉塵就會在高部流轉，導致菱形過度磨損。

 

4    除塵器內部結構改進

在旋風除塵器的眾多性能分項中，壓力損失和分立組織工作效率是比較為重要的參數，其癥結是消除“上灰環”。解決上灰環問題的方法之一是通過設置灰塵隔離室，即采用旁路式旋風除塵器，它主要就是在普通旋風除塵器的基礎上增加一個螺旋形的旁路分立室，在除塵器高部逐步形成的上渦旋粉塵環，從旁路分立室引至菱形部份。這樣可使導致除塵組織工作效率降低的伊瓦諾流變為能起粉塵聚集促進作用的上渦旋冷空氣，提高除塵組織工作效率。除此之外，還可通過添加導向葉片、改變冷空氣JK形狀等措施來消除上灰環。為了解決邊壁處的伊瓦諾污染源問題，可采用環縫氣墊耐磨旋風除塵器，它是在普通旋風除塵器內側設置環縫TA-O圈，粉塵在轉動冷空氣促進作用下向邊壁靠近，然后利用靠近邊壁處的下行氣流將粉塵融入環縫，由于環縫的存有，不僅要以減少伊瓦諾污染源，而且使高速轉動的上、下灰環消失，提高除塵組織工作效率。但這些方法實際使用效果并不是十分理想。現在提出一種新的改進方法使旋風除塵器的分立性能得到極大提高。改進后的新型旋風除塵器內部結構蟹蛛科花3。

這種新型旋風除塵器其中部結構相主要就改進如下：①JK管下斜5o-10o，使冷空氣在轉動的同時保證了向下的轉動。并且下傾角確保了微粒反彈時應該折射朝下。向下轉動，引起除塵器高部中的停留時間，有利于小微粒的沉降完全，且使向下轉動的液體平緩地轉變成折轉向下的轉動，從而使除塵組織工作效率得以提高。⑤除塵器下設緩沖料斗，有效改善廢氣在筒體內的殼狀工況，減少了灰斗的反混現象和下灰環可能造成的子的高速旋轉比在傳統型除塵器中的高速旋轉增大了1.4倍以上。而出口處，負壓對粒子的吸力比傳統型約小了1/4。因此，冷空氣進筒后，微粒因慣性大，使稍小些的微粒在冷空氣在旋風除塵器中停留時間內也能得到分立。出風

 

5   小結如何提高旋風除塵器組織工作效率是當前醫藥行業需要解決的一個重要課題。研究和分析負面影響旋風除塵器除塵組織工作效率的不利因素，是設計、選用、管理和維護旋風除塵器的前提，也是探求提高旋風除塵器除塵組織工作效率途徑的必由之路。由于旋風除塵器內冷空氣速率及粉塵微粒的體育運動等都較為復雜，負面影響其除塵組織工作效率的不利因素較多，需要我們進行全面分析，綜合考慮，尋求比較優設計方案和運行管理方法。當前，旋風除塵器仍以其內部結構簡單、體積小、制造維修方便、除塵組織工作效率較為理想等優點，成為目前飼料企業主要就除塵設備之一。隨著旋風除塵器認識的進一步的深入和完善，它必將在醫藥行業除塵中發揮更大的促進作用。

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