旋風(fēng)除塵器是利用含塵冷空氣作轉(zhuǎn)動體育運(yùn)動造成的高速旋轉(zhuǎn)，將微粒從液體中分立并富宇環(huán)保下來的器。旋風(fēng)除塵器與其他除塵器相比，具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、沒有體育運(yùn)動部件、造價(jià)便宜、除塵組織工作效率較高、維護(hù)管理方便以及適用面寬的特點(diǎn)，對于收集5~10μm以上的微粒，其除塵組織工作效率可達(dá)90%左右。廣泛用于工業(yè)CDEX煙氣除塵和工廠通風(fēng)除塵，工業(yè)氣力輸送系統(tǒng)氣固兩相分立與物料氣力烘干回收等。旋風(fēng)除塵器除可以作為高濃度除塵系統(tǒng)的預(yù)除塵器，能與其他類型高效除塵器串聯(lián)使用，在醫(yī)藥行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用，如原料粉碎、冷卻等生產(chǎn)的除塵。然而，許多飼料企業(yè)的旋風(fēng)除塵器運(yùn)行組織工作效率并不高，排放分項(xiàng)未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，研究和探討旋風(fēng)除塵器組織工作效率負(fù)面影響不利因素，對提高其除塵效率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1    內(nèi)部結(jié)構(gòu)與基本原理

旋風(fēng)除塵器按冷空氣進(jìn)入方式分為切流轉(zhuǎn)式、TE10G探底回升式、直流式等。醫(yī)藥行業(yè)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(zhuǎn)動冷空氣，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后，沿壁自上而下作螺旋形轉(zhuǎn)動體育運(yùn)動，這股向下轉(zhuǎn)動的冷空氣到達(dá)菱形高部后，轉(zhuǎn)而向下，沿支撐點(diǎn)向下轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)蟹蛛科花1。冷空氣作轉(zhuǎn)動體育運(yùn)動時(shí)，微粒在慣性高速旋轉(zhuǎn)的促進(jìn)作用下移向壁，在冷空氣和重力共同促進(jìn)作用下沿壁面落入灰斗，去除了粉塵的液體匯向支撐點(diǎn)區(qū)域由排氣芯管排出。

 

旋風(fēng)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(gè)主要就技術(shù)分項(xiàng)來表示。輸送量系指除塵器器在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的含塵液體量，它取決于器的型式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸；組織工作效率是除塵器除去的粉塵量與未經(jīng)除塵前含塵液體中所含粉塵量的BF比；空氣阻力降有時(shí)稱輸入量，它代表含塵液體經(jīng)過除塵洛佐韋消耗能量大小的一個(gè)主要就分項(xiàng)，壓力經(jīng)濟(jì)損失大的除塵器，在組織工作時(shí)能量消耗就大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。

2    流體殼狀狀況

旋風(fēng)除塵器的冷空氣是由切向、軸向及軸向構(gòu)成的復(fù)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(dá)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(jìn)作用下造成由內(nèi)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(nèi)，其中、外魚坑的剪率處逐步形成一個(gè)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(nèi)推到中心部渦核而隨上升冷空氣排離旋風(fēng)除塵器，逐步形成了旋風(fēng)分立器的主流，使旋風(fēng)除塵器中氣、二氯甲烷物質(zhì)的良好的分立。軸向分速率的存有也導(dǎo)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?jǐn)嚢杵饋?，造成部份微粒被液體一起排離旋風(fēng)除塵器的伊瓦諾污染源現(xiàn)象，逐步形成了旋風(fēng)分立器的次流，結(jié)果使旋風(fēng)分立器組織工作效率下降。旋風(fēng)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(qū)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(diǎn)部份路徑朝上，且在支撐點(diǎn)高部速率比較大。當(dāng)冷空氣由錐筒體詢問探底回升上升時(shí)，軸向速率會將已除下的粉塵重新帶走，逐步形成返混現(xiàn)象，負(fù)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(fēng)除塵器在組織工作時(shí)經(jīng)常逐步形成上灰環(huán)和下灰環(huán)，其中灰環(huán)對于粉塵微粒富宇環(huán)保分立有很大的促進(jìn)作用，而上灰環(huán)的存有使原本已被富宇環(huán)保分立有很大的促進(jìn)作用，而上灰環(huán)的存有使原本已被富宇環(huán)保分立有很大的促進(jìn)作用，而上灰環(huán)的存有使原本已被富宇環(huán)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(nèi)終端，又沿內(nèi)筒的壁向下移，比較后短路而排離旋風(fēng)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(huán)”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(jī)會；三是克服微粒在分立段的負(fù)沉降體育運(yùn)動（軸向體育運(yùn)動）。

 

3    負(fù)面影響除塵效果的不利因素

3.1  除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸對其性能的負(fù)面影響

旋風(fēng)除塵器的各個(gè)部件都有很大的尺寸比例，每一個(gè)比例關(guān)系的變動，都能負(fù)面影響旋風(fēng)除塵器的組織工作效率和壓力經(jīng)濟(jì)損失。其中除塵器直徑、進(jìn)氣口尺寸、排氣管直徑為主要就負(fù)面影響不利因素。它們的變化對除塵器性能的負(fù)面影響關(guān)系見表1。在使用時(shí)應(yīng)注意，表1中所示的尺寸只能在很大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)超過某一界限時(shí)，有利不利因素也能轉(zhuǎn)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，但卻會增加壓力經(jīng)濟(jì)損失，因而對不利因素的調(diào)整必須兼顧。

 

3.1.1 進(jìn)氣口

旋風(fēng)除塵器的進(jìn)氣口是逐步形成轉(zhuǎn)動冷空氣的關(guān)鍵部件，是負(fù)面影響除塵組織工作效率和壓力經(jīng)濟(jì)損失的主要就不利因素。切向進(jìn)氣的JK面積對除塵器有很大的負(fù)面影響，進(jìn)氣口面積相對于筒體斷面小時(shí)，進(jìn)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(gòu)成旋風(fēng)除塵器的比較基本尺寸。轉(zhuǎn)動冷空氣的切向速率對粉塵造成的高速旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動直徑越小，粒子受到的高速旋轉(zhuǎn)越大，微粒越容易被富宇環(huán)保。因此，應(yīng)適當(dāng)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(dāng)處理風(fēng)量較大時(shí)，因筒體直徑小處理含塵風(fēng)量有限，可采用幾臺旋風(fēng)除塵器并聯(lián)運(yùn)行的方法解決。并聯(lián)運(yùn)行處理的風(fēng)量為各除塵器處理風(fēng)量之和，空氣阻力僅為單個(gè)除塵器在處理它所承擔(dān)的那部份風(fēng)量的空氣阻力。但并聯(lián)使用制造比較復(fù)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(lián)使用時(shí)臺數(shù)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(nèi)的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，使含塵冷空氣中的粉塵與冷空氣分立的機(jī)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(xì)小粉塵進(jìn)入內(nèi)魚坑的機(jī)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(dá)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(dāng)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(shí)，可獲得較為理想的除塵組織工作效率。

 

3.1.3 排風(fēng)管

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

 

3.1.4 排灰口

排灰口的大小與內(nèi)部結(jié)構(gòu)對除塵組織工作效率有直接的負(fù)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(dǎo)致粉塵的重新?lián)P起。通常采用排灰口直徑Do=(0.5-0.1)Dc。

 

3.2  操作工藝參數(shù)

    在旋風(fēng)除塵器尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)定型的情況下，其除塵組織工作效率關(guān)鍵在于運(yùn)行不利因素的負(fù)面影響。

 

3.2.1 流速

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

式中：F——高速旋轉(zhuǎn)，N；

           m——粉塵的質(zhì)量，kg；

            a——粉塵的離心加速率，m/s2 。

        因?yàn)?，a=VT2 /R

式中：VT——微粒的切向速率，m/s；

            R——冷空氣的轉(zhuǎn)動直徑，m。

         所以，F(xiàn)=mVT2 /R

可見，在旋風(fēng)除塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定（R不變），粉塵相同（m穩(wěn)定）的情況下，增加旋風(fēng)除塵器入口的冷空氣速率，旋風(fēng)除塵器的高速旋轉(zhuǎn)就愈大。而旋風(fēng)除塵器的JK氣量為：Q=3600 AVT

式中：Q——旋風(fēng)除塵器的JK氣量，m3/h；

           A——旋風(fēng)除塵器的JK截面積，m2。

 

所以，其中部結(jié)構(gòu)固定（R不變，A不變）、粉塵相同（m穩(wěn)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(fēng)除塵器的JK氣量是由引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量決定的。

可見，提高進(jìn)風(fēng)口冷空氣速率，可增大除塵器內(nèi)冷空氣的切向速率，使粉塵受到的高速旋轉(zhuǎn)增加，有利于提高其除塵組織工作效率，同時(shí)，也可提高處理含塵風(fēng)量。但進(jìn)風(fēng)口冷空氣速率提高，軸向和軸向速率也隨之增大，湍流的負(fù)面影響增大。對每一種特定的粉塵旋風(fēng)除塵器都有一個(gè)臨界進(jìn)風(fēng)口冷空氣速率，當(dāng)超過這個(gè)風(fēng)速后，湍流的負(fù)面影響比分立促進(jìn)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(fù)面影響出口濃度的關(guān)鍵不利因素。處于旋風(fēng)除塵器外魚坑的粉塵，在軸向同時(shí)受到兩種力的促進(jìn)作用，一是由轉(zhuǎn)動冷空氣的切向速率所造成的高速旋轉(zhuǎn)，使粉塵受到向外的推移促進(jìn)作用；另一個(gè)是由轉(zhuǎn)動冷空氣的軸向速率所造成的向心力，使粉塵受到向內(nèi)的推移促進(jìn)作用。其中、外魚坑的剪率上，如果切向速率造成的高速旋轉(zhuǎn)大于軸向速率造成的向心力，則粉塵在慣性高速旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)大于軸向速率造成的向心力，則粉塵在向心力的推動下進(jìn)入內(nèi)魚坑，比較后經(jīng)排風(fēng)管排出。如果切向速率造成的高速旋轉(zhuǎn)等于軸向速率造成的向心力，即促進(jìn)作用在粉塵微粒上的外力等于零，從理論上講，粉塵應(yīng)在交界面上不停地轉(zhuǎn)動。實(shí)際上由于冷空氣處于湍流狀況及各種隨機(jī)不利因素的負(fù)面影響，處于這種狀況的粉塵有50%的可能進(jìn)入內(nèi)魚坑，有50%的可能向壁終端，除塵組織工作效率應(yīng)為50%。此時(shí)分立的臨界粉塵微粒稱為分割粒徑。這時(shí)，內(nèi)小與粉塵微粒有關(guān)，微粒愈大，受到高速旋轉(zhuǎn)愈大。當(dāng)粉塵的粒徑和切向速率愈大，軸向速率和排風(fēng)管的直徑愈小時(shí)，除塵效果愈好。液體中的灰分濃度也是負(fù)面影響出口濃度的關(guān)鍵不利因素。粉塵濃度增大時(shí)，粉塵易于凝聚，使較小的塵粒凝聚在一起而被富宇環(huán)保，同時(shí)，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(nèi)向下高速轉(zhuǎn)動的冷空氣使其高部的壓力下降，部份冷空氣也會挾帶細(xì)小的微粒沿壁轉(zhuǎn)動向下到達(dá)高部后，沿排氣管壁轉(zhuǎn)動向下由排氣管排出，導(dǎo)致旋風(fēng)除塵器的除塵組織工作效率不可能為100%。

 

       根據(jù)除塵組織工作效率計(jì)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?yàn)樾L(fēng)除塵器的除塵組織工作效率不可能為100%，當(dāng)JK粉塵流入量增加后，除塵組織工作效率雖有提高，排風(fēng)管排出粉塵的應(yīng)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(gè)旋風(fēng)除塵器串聯(lián)使用的多級除塵方式，達(dá)到減少排放的目的。

 

3.2.3 運(yùn)行的負(fù)面影響

旋風(fēng)除塵器下部的嚴(yán)密性是負(fù)面影響除塵組織工作效率的又一個(gè)重要不利因素。含塵液體進(jìn)入旋風(fēng)除塵器后，沿壁自上而下作螺旋形轉(zhuǎn)動體育運(yùn)動，這股向下轉(zhuǎn)動的冷空氣到達(dá)菱形高部后，轉(zhuǎn)而向下，沿支撐點(diǎn)向下轉(zhuǎn)動。旋風(fēng)除塵器內(nèi)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(nèi)作圓周運(yùn)動，外側(cè)的壓力高于內(nèi)側(cè)，而在壁附近靜壓比較高，支撐點(diǎn)處靜壓比較低。即使旋風(fēng)除塵器在正壓下體育運(yùn)動，支撐點(diǎn)處也為負(fù)壓，且一直延伸到排灰口處的負(fù)壓比較大，稍不嚴(yán)密，就會造成較大的漏風(fēng)，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(dá)到設(shè)計(jì)要求，就要保證排灰口的嚴(yán)密性，并在保證排灰口的嚴(yán)密性的情況下，及時(shí)清除除塵器菱形高部的粉塵，若不能連續(xù)及時(shí)地排出，高濃度粉塵就會在高部流轉(zhuǎn)，導(dǎo)致菱形過度磨損。

 

4    除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)

在旋風(fēng)除塵器的眾多性能分項(xiàng)中，壓力經(jīng)濟(jì)損失和分立組織工作效率是比較為重要的參數(shù)，其癥結(jié)是消除“上灰環(huán)”。解決上灰環(huán)問題的方法之一是通過設(shè)置灰塵隔離室，即采用旁路式旋風(fēng)除塵器，它主要就是在普通旋風(fēng)除塵器的基礎(chǔ)上增加一個(gè)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(huán)，從旁路分立室引至菱形部份。這樣可使導(dǎo)致除塵組織工作效率降低的伊瓦諾流變?yōu)槟芷鸱蹓m聚集促進(jìn)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(dǎo)向葉片、改變冷空氣JK形狀等措施來消除上灰環(huán)。為了解決邊壁處的伊瓦諾污染源問題，可采用環(huán)縫氣墊耐磨旋風(fēng)除塵器，它是在普通旋風(fēng)除塵器內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)縫套圈，粉塵在轉(zhuǎn)動冷空氣促進(jìn)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(huán)縫，由于環(huán)縫的存有，不僅要以減少伊瓦諾污染源，而且使高速轉(zhuǎn)動的上、下灰環(huán)消失，提高除塵組織工作效率。但這些方法實(shí)際使用效果并不是十分理想。現(xiàn)在提出一種新的改進(jìn)方法使旋風(fēng)除塵器的分立性能得到極大提高。改進(jìn)后的新型旋風(fēng)除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)蟹蛛科花3。

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

 

5   小結(jié)如何提高旋風(fēng)除塵器組織工作效率是當(dāng)前醫(yī)藥行業(yè)需要解決的一個(gè)重要課題。研究和分析負(fù)面影響旋風(fēng)除塵器除塵組織工作效率的不利因素，是設(shè)計(jì)、選用、管理和維護(hù)旋風(fēng)除塵器的前提，也是探求提高旋風(fēng)除塵器除塵組織工作效率途徑的必由之路。由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)冷空氣速率及粉塵微粒的體育運(yùn)動等都較為復(fù)雜，負(fù)面影響其除塵組織工作效率的不利因素較多，需要我們進(jìn)行全面分析，綜合考慮，尋求比較優(yōu)設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行管理方法。當(dāng)前，旋風(fēng)除塵器仍以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(yōu)點(diǎn)，成為目前飼料企業(yè)主要就除塵設(shè)備之一。隨著旋風(fēng)除塵器認(rèn)識的進(jìn)一步的深入和完善，它必將在醫(yī)藥行業(yè)除塵中發(fā)揮更大的促進(jìn)作用。

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