除尘工程设计收除尘设备96-146

1、第四章除尘器的设计与选型除尘器的设计与选型是除尘工程设计中最重要的环节之一、 除尘器的选型包括除尘器类型容量大小选择及针对工程具体要求的选择等。 选取除尘器类型包括机械除尘器， 袋式除尘器，电除尘器，湿式除尘器，空气过滤器等，本章将分别予以介绍。第一节除尘器工作机理加性能除尘器的工作原理都是以作用力为理论基础。根据力的性质不同、设计出不同的除尘器。除尘工程中常用的除尘器分为四大类， 这些除尘器都是依靠各种力从气体中分离和过滤粉尘粒子的，见表 4 l 。1机械除尘器工作机理机械除尘器有沉降室，惯性除尘器和旋风除尘器三个类别。沉降室工作利用的是重力，所谓重力就是地球对物体的吸引力。在重力作用下含尘

2、气体中的粉尘在沉降室被分离出来。惯性除尘器分离粉尘利用的是惯性力。惯性力是反映物质自身运动状态的力， 受到外力时物质改变运动状态。在相同的作用力下惯性小的物体比惯性大的物体容易改变运动状态，即得到的加速度比较大，这对惯性小的粉尘分离是有利的。旋风除尘器利用的是离心力。所谓离心力是指做圆周运动的物体对施于它的向心分离力。它是依据在旋转体的反作用力，利用离心力分离非均相系统的分离过程通称离心分离。它是依据在旋转过程中质量大的、旋转速度快的物质获得的离心力也大的原理进行工作的。2电除尘器工作机理电除尘器分离粉尘靠的是静电力即库仑力。除尘过程分为四个阶段。(1) 气体电离在电晕极与集尘集之间施加直流高

3、电压(4070kv)使放电极发生电晕放电，气体电离，生成大量的自由电子和正离子。(2) 粉尘荷电气流通过电场空间时，自由电子、负离子与粉尘碰撞并附着其上，便实现了粉尘的荷电。(3) 粉尘沉降荷电持尘在电场中受静电力的作用被驱住集尘极，经过一定时间后达到集尘极表面，放出所带电荷而沉集其上。(4) 清灰 集尘极表面 l 的粉尘沉集到一定厚度后，用机械振打等方法将其清除掉，使之落入下部灰斗中。放电极也会附着少量粉尘，也需进行定时清灰。为保证静电除尘器在高效率下运行，必须使上述四个过程进行得十分有效。3袋式除尘器过滤机理袋式除尘器的过滤机理是一个综合效应的结果。一定分散度曲线分布的。虽然滤布纤维间的孔

4、隙也许大于粉尘一般由超细微粒到粗粒的各粒径按100mm 以上，但织物过滤却能捕集微米粒子，过滤机理各种效应是重力、筛滤、惯性碰撞、钩附效应和扩散与静电吸引。当含尘气流流经滤布时，比滤布空隙大的微粒，由于重力作用沉降了或固惯性作用被纤维挡住了，比滤布空隙小的微粒和滤布的纤维发生碰撞后或经过时被纤维钩附在滤袋表面(即钓附效应 )较小的粒子，因分子间的布朗运动留在滤布的表面和空隙中，最微小的粒子则可能随气流一起流经滤布跑掉了。4湿式除伞器的工作原理湿式除尘器的除尘原理属于短程机制，主要是在除尘器内含尘气体与水接触有如下过程：温暖粒与预先分散的水膜或雾状液相接触；含尘气体冲击水层产生鼓泡形成细小水滴或

5、水膜；较大的粒子 ( 如大于 1mm) 在与水滴碰撞时被捕集，捕集效率取决于粒子的惯性及扩散程度。 因为水滴与气流间有相对运动，并出于水滴周围有环境气膜作用，所以气体与水滴接近时，气体改变流向绕过水滴而尘粒受惯性力和扩散的作用，保持原轨迹运动与水滴相撞。这样，在范围内尘粒都有可能与水滴相撞，然后由于水的作用凝聚成大颗粒，被水流带起。这说明， 水滴小且多， 比表面积加大 接触尘粒机会就多产生碰撞、 扩散、凝聚效率也高。尘粒的容重、粒径与水滴的相对速度愈大，碰撞凝聚效率就愈高；而液体的黏度、表面张力愈大，水滴直径大分散得不均匀，碰撞凝聚愈低。实验与生产经验表明，亲水性粒子比疏水性粒子容易捕集，这是

6、因为亲水性粒子很容易通过水膜的缘故。此外， 当尘粒直径和密度小，除尘效率明显降低。为了解决疏水性粉尘和细微粒子效率低的问题，可以往水中加入某些药剂来提高除尘效率。二、除尘器的主要性能指标除尘器的技术性能指标主要包括除尘效率、 压力损失、 处理气体量与负荷适应性等几个方面。1除尘效率在除尘工程设计中“般采用争效率作为考核指标，有时也使用分级效率进行表达。(1) 全效率全效率为除尘器除下的粉尘量与进入除尘器的粉尘量之百分比，如下式所示：g1(41)100%g 2式中除尘器的效率，；g1 一进入除尘器的粉尘量，g s；g2 一除尘器除下的粉尘量，g s；由于在现场无法直接测出进入除尘器粉尘量 应先测

7、出除尘器进出口气流中的含尘浓度和相应的风量再用下式计算：1c12(4 2)qq c 2 100%q1c1式中q1 一一除尘器入口风量，m 3 / s；c1除尘器入n 浓度， mg / m3 ；q2一除尘器出口风量，m 3 / s；c2除尘器出口浓度，mg / m3 。 2）总效率在除尘系统个着有除尘效率分别为1,2. n 的几个除尘器串联运行时，防尘系统的总效率用表示，按下式计算：1(11 )(12 ).(1n )（ 43）( 3 )穿透率穿透率为除尘器出口粉尘的排出量与入口粉尘的进入量的百分比，按下式计算；c2q2100%(1100%（4 4）c1q1( 4)分级效率分级效率 c 为除尘器对

8、某一粒径dc 或粒径范围dc 内粉尘的除尘效率，如下式所示：cs1100%（4 5）s2式中s1一在dc 的粒径范围内除尘器捕集的粉尘量，g/s 。s2一在dc 的粒范围内，进人除尘器的粉尘昼，g/s 。2压力损大除尘器压力损失为除尘器进、出口处气流的全压绝对值之差，表示气体流经除尘器所耗的机械能，当知道该除尘器的局部阻力系数时可用下式计算。在现场可用压力表直接测出。p0（4 6）2式中p一除尘器的压力损失pa；0 一处理气体的密度， kg m3；除尘器入口处的气流速度，m/s 。3处理气体量表示除尘器处理气体能力的大小，一般用体积流量(rn3/h 或 m3/ s)表小，也有用质量流量 (kg

9、/h 或 kg s)表示的。4负荷适应性负荷适应性良好的除尘器， 当处理气体量或污染物浓度在较大范围内波动时， 仍能保持稳定的除尘效率、适中的压力损失和足够高的作业效率。三、除尘器选型要点除尘器的选型要考虑多种因素和条件，下面是最重要事项:1校处理气体量选型处理气体量的多少是决定除尘器大小类型的决定性因素，对大气量， 一定要选能处理大气量的除尘器， 如果用多个处理小气量的除尘器并联使用校往是不经济的；对较小气量要比较用哪一种类型的除尘器最经济、最容易满足个源点的控制和粉尘排放的环保要求。由于除少器进入实际运行后受操作和环境条件影响有时是不易预计的，因此，在决定设备的容量时，需保证有一定的余量或

10、预团一些可能增加设备的空间。2按粉尘的分散度和密度选型粉尘分散度对除尘器的件能影响很大而粉拿的分散皮相同，出于操作条件不同也有差异。因此， 在选探除尘器的型式时，百要的是确切字据粉尘的分散度，如粒径多在10 um 以上时可选旋风除尘器粒径多为数微米以下，则应选用电除尘器、袋式除伞器， 而具体选择，可以根据分散度和其他要求，参考常用除尘器类型与性能表进行初步选择；然后再依照其他条件和本事介绍的除尘器种类和性能确定。粉尘密度对除尘器的除尘性能影响也很大这种影响表现最为明显的是重力、惯性力和离心力除尘器。 所有除工器的一个共同点是堆积密度越小，尘粒分离捕集就越困难、粉尘的二次飞扬越严重，所以在操作上

11、与设备纠构上应采取持别措施。3拉气体含尘浓度选型对重力、惯性和旋风除尘器。一般说来，进口含尘浓度越大除尘效率越高可是这样又会增加出口含尘浓度，所以不能仅从除尘效率高就笼统地认为粉尘处理效果好，对文氏洗管除尘器、喷射洗涤器等湿式除尘器，以初始含尘浓度征10g m3 以下为宜；对袋式除史器，含尘浓度愈低、除伞性能愈好在较高初始浓度时进行连续清灰，压力损失和排放浓度也能满足环保要求。电除飞器初始浓度30g/m3 以下，不加顶除出尘器可以使用g4粉尘黏附性对选型的影响粉尘和壁面的黏附机理与粉尘的比表面积和含湿量关系很大。粉尘粒径面积越大含水量越多，黏附性也越大。d 越小，比表在旋风除尘器中， 粉尘因离

12、心力黏附于壁面上， 有发生堵塞的危险；附的粉尘容易使过滤袋的孔道堵塞对电除尘器则易使放电极和集尘极积尘。而对袋式除尘器黏5尘比电阻对选型的影响电除尘器的粉尘比电阻应该在104 1011cm范围之内。 粉尘的比电阻随含尘气体的温度、湿度不同有很大变化，对同种粉尘，在100 一 200之间比电阻值最大；如果含尘气体加硫调质则比电阻降低。因此，在选用电除尘器时，需事先掌握粉尘的比电阻，充分考虑含尘气体温度的选择和含尘气体性质的调整。6含尘气体温度对选型的影响干式除尘设备原则上必须在合尘气体的露点以上的温度下进行。在湿式除尘器中， 由于水的蒸发和排放到大气后的冷凝等原因，应尽可能在低温下进行处理。在过

13、滤除尘器中，直接或间接地处理含尘气体的温度应降低到滤布耐热温度以下。玻璃纤维滤布的使用温度一般在 260以下。其他滤布则在80 一 200之间。在电除尘器中，使用温度可达400。要考虑粉尘的比电阻和除尘器结构热膨胀来选择处理含尘气体的温度。7选用湿式除尘器的注意事项湿式除尘器绝大部分是用水的。 若尘源设备规模较小， 需要同时除去有害气体， 或者需要把极其微细的炭黑、 铅尘等粉尘完全捕集起来时， 往往采用湿式除尘器。 选用湿式除尘器应考虑污水处理以防止二次污染。此外， 为有效地利用除尘器，应根据情况进行处理。止爆炸的措施， 如在发生炉出口烟道的高温部位导入空气，处理含一氧化碳的烟气时，应有防把氧

14、化碳氧化成二氧化碳。对第二节机械式除尘器的选型和设计机械式除尘器分为沉降室、 惯性除尘器和旋风除尘器三类。 机械式除尘器效率低、 阻力低、节省能源，在风量不大、除尘要求不高的场合可单独供用；在要求严格的场合，常作为高级除尘器的预除尘之用。一、沉降室构造和设计要点1沉降室的构造和性能水平气流沉降室的构造主要是内室体、进气口、 出气口和集灰斗组成。含尘气体在室体内缓慢流动，小粒借助自身重力作用被分离而捕集下来。为了提高沉降室的除尘效率。有的在室内加装一些垂直挡板，如同 1 2 所示。 其目的一方面是为了改变气流的运动方向，由于粉尘颗粒惯性较大，不能随同气体一起改变方向，撞到挡板上、 失去继续飞扬的

15、动能，沉降到下面的集灰斗中；另一方面是为了延长粉尘的通行路程，使它在重力作用下逐渐沉降下来。有的采用百叶窗形式代替挡板， 效果更好； 有的还将垂宜挡板改为“人”字形挡板，如图 4 3 所示位气体产生一些小股涡旋，尘粒受到离心力作用，与气体分开，并碰到室壁上和挡板上，使之沉降下来。对装有挡板的沉降室，气流速度可以提高到6 8m/s。多段降尘室设有多个室段，这样相对地降低了尘粒的沉降高度。沉降室的技术性能可按下述原则进行判定:1、沉降室内被处理气体速度( 基本流速 )越低越有利捕集细小的尘粒、但装置相对庞大；2、基本流速一定时，沉降室的纵深越长，则除尘效率也就越高，但不宜延长至10m以上；3、在气

16、体入门处装设整流板，在沉降室内装设挡板，使沉降室内气流均匀化，增加惯性碰撞效应，有利于除尘效率的提高。综上所述。 通常基本流速选定为 12m/s，实用的捕集粉尘粒径为比较小， 当气流温度为 250350，气体在沉降室入口和出口处的流速为阻 力 损 失 为 100120pa 。 沉 降 室 在 许 多 情 况 下 作 为 多40um 以上，压力损失1216ms 沉降总级 除 尘 器 使 用 。2沉降室设计计算在实际沉降室设计中， 通常用近似计算求得沉降室的主要结构尺寸。 在近似计算中设烟气为水平均匀气流， 并假设尘粒具有与烟气相同的速度。 沉降室的结构尺寸就使烟尘通过沉降室长度 l 时的流速 v

17、 能使粒子借自身重力作用，按沉降速度 ws 。下降到沉降室的底部 (见闻 4 4)。为此尘粒沉降到底部的时间应小于或等于烟气通过沉降室的时间。设烟气通过沉降室的时间为t，则t=l/v(4 7)式中l沉降室长度， m；v 一烟气流速， m s；设尘粒沉降到底部的时间为t 0 ，则t0 h / ws(4 8)式中h 一沉降室高度，m；ws 一尘粒沉降速度，m/s。要使尘粒不被烟气带走则必须t0t，亦即 h / wsl/v故设计时可按下列公式计算沉降室的主要结构尺寸：沉降室长度lhv(4 9)ws沉降室高度hlw s(4 10)v沉降宽度aq(4 11)bv hh 3600式中 a 沉降室的横截面积

18、，m2 ；q烟气流量， m3 / h 。由于尘粒通过沉降室截面的流速并不均匀，按上式求得的沉降室尺寸必须适当放大其长度的宽度。在调整沉降室主要尺寸时应切实注意沉降室的工作物性，当烟气流速v 越小时，越能捕集微细灰粒；沉降室高度h 越小，长度l 越长，则除尘效率越高，沉降室内的烟气流速越均匀，则除尘效果越好。尘粒的沉降速度ws；可按下述说明近似地求得。设烟气中含有的尘粒为球形，粒径在1100mm 范围内，根据斯托克司(stokes)定律，尘粒在沉降时仅受到烟气的阻力。fgds3( pk pl ) g(4 12)6式中fg 一尘粒的沉降力，n；ds 尘粒的当量直径mpk 尘粒的密度kg / m3

19、；pl 烟气的密度，kg / m3 ；g 重力加速度， m / s2 。f 3 ds s(4 13）式中f烟气的阻力，n ；烟气黏度，pa s ；s 一灰粒的沉降速度， m/s。从公式可看出当尘粒种类和直径以及烟气状态一定时，尘粒的沉降力fg 为一定值。在此情况下，灰粒出静止状态开始沉降时，由于沉降速度很小所以当f fg时，尘粒呈等加速度沉降过程中下降速度不断增加。则烟气阻力f 不断增加；当达到fg f 时，尘粒的下降速度不再增加，而以等速度不断沉降，此速度则称为尘粒的沉降速度。将上式代入尘粒等速沉降的条件式fg f，则ds3( pk pl ) g 3 ds s(4 14）6移项整理后则可得到

20、沉降速度s 为：ds2 ( pkpl) gs18(4 15）做等速沉降的尘粒直径可由上式反推求得；ds18s(4 16）( pkpl ) g式中， ds 一一托克司粒径。在实际计算中有关参数还可按下述说明确定。(1) 尘粒的当量直径 ds 公式中尘粒是以球状粒子计算，但实际上尘粒为非球状粒子，故应按下式进行修正，则dsd(4 17）式中d形状不规则灰粒的粒径，m；形状修正系数，对于排烟中的尘粒可采用 0.65。(2) 尘粒的密度对于一般烟煤、 无烟煤燃烧后生成的尘粒，k 15001600kg m3；对于一般烟煤、无烟煤，k 22002300kg/m3。3沉降室设计要点沉降室内烟气流速，宜取 0

21、.41.0 m s。沉降室尺寸以矮、宽、长的原则布置为宜,若沉降室过高，其上部的尘粒沉降到底部时间较长， 烟尘往往未降到底部就被烟气带走。流通截面确定后，宽度增加，高度就可以降低；加长沉降室，可以便尘粒充分沉降。沉降室内可适当设置挡墙板，(采用水平隔板降低室高度形成多层沉降室)以提高除伞效果：除尘工程设计中有时不可能按计算尺寸确定结构，而是视具体布置考虑。沉降在沉降室内的灰尘宜设汁安装排除装置。沉降室一般只能捕集大于4050mm 的尘粒，而且除尘效率较低，故沉降室一般仅在除尘要求不高或多级除尘的初级除尘(顶除尘 ) 等场合被采用。沉降室可以根据烟气量、空间位置和效率要求设计成不同的构造及外形。

22、二、惯性除尘器结构形式和选型计算1惯性除尘器的结构形式在惯性除尘器内，主要是使气流急速转向或冲击在挡板上再急速转向，其中颗粒由于惯性效应， 其运动轨迹就与气流轨迹不一样，从而使两者获得分离。气流速度高，这种惯性效应就大， 所以这类除尘器的体积可以大大减少，占地面积也小 对细颗粒的分离效率也大为提高可捕集到10um 的颗粒。惯性除尘器的阻力在6001200pa 之间，根据构造和工作原理，惯性除尘器分为两种形式，即碰撞式和回流式。(1) 碰撞式除尘器结构形式碰撞式除尘器的结构形式如图45 所示， 这种除尘器的特点是用一个或几个挡板阻挡气流的前进，使气流中的尘粒分离出来。该形式除尘器阻力较低，效率不

23、高。(2) 回流式除尘器结构形式该除尘器特点是把进气流用挡板分割为小股气流。为使任意一股气流都有同样的较小回转半径及较大回转角， 可以采用各种挡板结构， 最典型的便如图 4 6 所示的百叶挡板。百叶挡板能提高气流急剧转折前的速度，可以有效地提高分离效率； 但速度过高， 会引起已捕集颗粒的二次飞扬，所以一般都选用1215m s 左右。2百叶窗式除尘器的计算排气级数抽吸尘气量占总处理气量百分数，通常采用10一 20，这样可以减轻磨损，提高效率。拦灰栅阻力 p，一般可采用100 一 250pa。为防止尘粒在进气室沉积，p 值不应小于最小允许值：拦灰栅位于水平管道时取200pa；拦从栅位于垂直烟道时取

24、100pa。拦灰栅进气室的横截面积。按下式讨算：ab0.58q(4 18）t )p(1273式中一进气室横截面积，m2a 拦灰栅叶板长度，m3b 一进气口宽度， m；q处理气量，m3 / ht 烟气温度，；p 拦灰栅烟气阻力，pa。拦灰栅的气体进口宽度b 与叶板数量n (指拦灰栅的一侧) 之间，存在下列关系；当 10时b 18n；当 20时b 19n。为了防止吸尘缝内进入大块灰渣引起堵塞或因而减小吸出的烟气量，应在拦灰栅前装设网格或采取其他措施来用能保证除尘器正常工作。关系式求得：中间吸尘缝 见图 4 7(b)以致降低除尘效果，吸尘缝宽度 b 可按下列 10时， b 0.05b 20时， b

25、0.1b两侧吸尘缝见图4 7(a) 10时， b 0.025b 20时， b 0.05b根据吸尘缝宽度在构造上和运行上的要求，拦灰栅允许的最少叶板数应限定为：中间吸尘缝 10时，nmin=12 20时，nmin=11两侧吸尘缝 10时，nmin=44 20时，nmin=22对于所有型式的拦灰栅，其允许的叶板数最多为1350(1425)mm 。对于大容量的除尘器，当计算所得的置几个拦灰栅。75。在此情况下，烟气进气口宽度bb 1350(1425)mm 时必须并列装装置在吸尘缝后的扩散器的出口截面的宽度b1 及其长度l 可按下式确定：b1 0.35pbkb(4 19）l0.305p1b k b(4

26、 20）0.1748式中b 一吸尘缝的宽度 , m;k , k 一系数，见表4 4。将烟气从扩散器引至抽吸旋风于(抽吸除尘器 )的引进管道的截面积物可按下式确定：当 10时a1 0.01525 p a k1 a(4 21）当 20时a10.0305 p ak1 a(4 22）式中a 接到一条引进管道的进气室的截面积，m2：；对于中间吸尘缝 aa ；对于am，其中， m 为与一个吸尘缝相连的引进烟道的数目两侧吸尘缝 a2mk , k 一系数，见表45。从旋风子 (抽吸除尘器 ) 到主管道的引出风道的截面积a2 为：a22a1(4 23）旋风直径d 。抽吸旋风子直径可由下列各式求得：当 10时pd

27、0.7554a(4 24）pa当 20时pd1.0684a(4 25）pa式中pa 旋风子的计算阻力，一般为100 一 250 pa。3百叶窗式除尘器的设计和选用百叶窗式除尘器的拦尘栅宜用20mm x 20mm 的方变圆截面形状的耐磨钢材制作。在拦尘栅前管道弯头中间装置导流叶片，以使气体速度和含尘浓度在拦尘栅前的管道截面中保护均匀。旋风子通常应直接放在吸尘缝的附近。在设计时应考虑到旋风子不能用于积存捕集到的粉尘，而要将捕集到的粉尘连续地排出旋风子。应在原灰尘出处设置性能良好的卸灰装置。百叫窗式除尘器可安装在垂直、水平或倾斜的管道中。惯性除尘器的气流湾度愈尚，气流方向转变角度愈大，惯性除尘器用于

28、净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉火具有较高除尘器率。对黏结性和纤维性粉尘，则因易堵塞而不宜采用。4惯性除尘器的性能惯性除尘器定型设计不多，可供选择的余地不大，下面介绍实际应用较多的两种型式。(1)cdq型惯性除尘器cdq型惯性防尘器属于百叶窗式除尘器，其外形和尺寸如图4 8所示和表4 6 所列，技术性能列于表47 中。除尘器与灰斗的连处要求十分严密否则会影响除尘效率。不漏气。(2)adm 型惯性除尘器该除尘器是出一个圆柱筒及排尘装置组成的，如图4 9 所示圆柱简内部含有一簇依据空气动力学原理设计的锥形环其直径比前一个锥环的直径略小排列成锥体。当含有粉尘的气流从除尘器的入口端沿轴线方向流动时、

29、由于锥环内外存在压差。气体从两锥之间流向外圆筒中 而尘粒在空气动力的作用下向里朝锥环的中心流动， 并经过排尘装置流向收料器，净化后的气体则从圆筒民端排出。adm 型惯性除尘器的技术性能见表4 8。adm 型惯性除尘器有62、 l 25 、 l 70 、 200、200、 300、400 等 7 个型号。当处理风量增大时，可把若干个除尘器并联使用，并联数量230 个。第三节旋风除尘器一、旋风除尘器的分类和特点1分类旋风除尘器的种类繁多，分类也各有不同。按组合形式分为：(a) 普通旋风除尘器；(b)异形旋风除尘器，简体形状有所变化，除尘效率提高； (c)双旋风除尘器，把两个不同性能除尘器组合在一起

30、； (d)组合式旋风除尘器，综合性能更好。各种除尘器如表 4 9 所列。按性能分为： (a)高效旋风除尘器，其简体直径较小，用来分离较细的粉尘；旋风除尘器，简体直径较大，用于处理很大的气体流量，其除尘效率较低；者之间的通用旋风除尘器，用于处理适当的中等气体流量，其除尘效率为(b)高流量(c)介于上述两70 90。按结构型式，可分为长锥体、圆筒体、扩散式、旁通型。按安装情况分为内旋风除尘器 (安装在反应器或其他设备内部 )、外旅风除尘器、立式与卧式以及单筒和多管旋风除尘器。按气流导入情况分为切向导入或轴向导入式。气流进入旅风除尘器后的流动路线有反一般，旋风除尘器的简体直径越小，粉生颗粒所受的离心

31、越大，旋风除尘器的除尘效率也就越高。 但过小的筒体直径会造成较大直径颗粒有可能反弹至中心气流而被带走，使除尘效率降低。 另外，筒体太小对于黏性物料容易引起堵塞。因此。一般筒体直径不宜小于5075mm ；大型化后，已出现筒径大于2000mm 的大型旋风除尘器。除尘器高度。较高除尘效率的旋风除尘器，都有合适的长度比例；合适的长度不但使进入筒体的尘粒停留时间增长，有利于分离， 且能使尚未到达排气管的颗粒有更多的机会从旋流核心中分离出来，减少二次夹带，以提高除尘效率。足够长的旋风除尘器，还可避免旋转气流对灰斗顶部的磨损，但是过长， 会占据圈套的空间。 因此，提出旋风除尘器从排气管下端至旋风除尘器自然旋

32、转顶端的距离般用下式确定：ld 021/ 3(4 26）2.3de ()bh式中l 一一旋风除尘器筒体长度，m；d0 旋风除尘器筒体直径，m；b 除尘器入口宽度，m；h 除尘器入口高度，m；de 除尘器出口直径，m；一般常取旋风除尘器的圆筒段高度。h (1.52.0)d0 。旋风除尘器的圆锥体可以在较短的轴向距离内将外旋流转变为内旋流，因而节约了空间和材料。除尘器圆锥体的作用，是将已分离出来的粉尘微粒集中于旋风除尘器中心。以便将其排入储灰斗中。当锥体高度一定，而锥体角度较大时，由于气流旋流半径很快变小很容易造成核心气流与器壁撞击，使沿锥壁旋转而下的尘粒被内旋流所带走影响除尘效率。所以，半锥角a

33、 不宜过大，设计时常取 a 13o15o。旋风除尘器的进口有两种主要的进口形式一轴向进口和切向进口，如图4 10 所示。切向进口为最普通的一种进口型式，制造简单用得比较多。这种进口型式的旋风除尘器外形尺寸紧凑。 在切向进口中螺旋面进口为气流通过螺旋而进口，这种进口有利于气流向下做倾斜的螺旋运动，同时也可以避免相邻两螺旋圈的气流互相干扰。渐开线 (蜗壳形 )进口进入筒体的气流宽度逐渐变窄，可以减少气流对筒体内气流的撞击和干扰， 使颗粒向壁面移动的距离减小，而且加大了进口气体和排气管的距离，减少气流的短路机会，因而提高除尘效率。这种进口处理气量大，压力损失小， 是比较理想的一种进口型式。轴向进口是

34、最好的进口型式，它可以最大限度地避免进入气体与旋转气流之间的干扰，以提高效率。但因气体均匀分布的关键是叶片形状和数量，否则靠近中心处分离效果很差。轴向进口常用于多管式旋风除尘器和平置式旋风除尘器。进口管可以制成矩形和圆形两种型式。由于圆形进口管与旋风除尘器器壁只有一点相切，而矩形进口管整个高度均与向壁相切， 故一般多采用后者。 矩形宽度和高度的比例要适当，因为宽度越小，临界粒径越小，除尘效率越高；但过长而窄的进口也是不利的，一般矩形进口管高与宽之比为24。排气管常见的排气管有两种型式：一是下端收缩式；另一种为直筒式。在设计分离较细粉尘的旋风除尘器时，可考虑设计为排气管下端收缩式。排气管直径越小

35、，则旋风除尘器的除尘效率越高，压力损失也越大；反之，除尘器的效率越低，压力损失也越小。排气管直径对效率和阻力的影响如图4ll 所示。在旋风除尘器设计时，需控制排气管均筒径之比在一定的范围内。由于气体在排气管内剧烈的旋转，将排气管末端制成蜗壳形状可以减少能量损耗，这在设计中已被采用。灰斗是旋风除尘器设汁中不容忽视酌部分。因为在除尘器的锥度处气流处于湍流状态，而粉尘也由此排出容易出现二次夹带的机会、如果设计不当 造成灰斗漏气，就会使粉尘的二次飞扬加剧，影响除尘效率。常 用 旋 风 除 尘 器 几 何 尺 寸 的 比 例 关 系 见 表4 10( 表 中 d0 为 外 简 直 径 ) 。(2) 气体

36、参数对除尘器性能的影响气体运行参数对性能的影响有以下几方面。气体流量的影响。气体流量或者说除尘器入口气体流速，对除尘器的压力损失、除尘效率都有很大影响。从理论上来说， 旋风除尘器的压力损失与气体流量的平方成正比，面也和入口风速的平方成正比(与实际有一定偏差)。入口流速增加，能增加尘粒在运动中的离心力尘粒易于分离，除尘效率提高。除尘效率随入口流速平方根而变化，但是当入口速度超过临界值时，紊流的影响就比分离作用增加得更快，以至除尘效率随入口风速增加的指数小于1；若流速进一步增加，除尘效率反而降低。因此，旋风除尘器的入口风速宜选取1823m/s 。气体含尘浓度的影响。气体的含尘浓度对旋风除尘器的除尘

37、效率和压力损失都有影响。试验结果表明， 压力损失随含尘负荷增加而减少这是因为径向运动的大量尘粒拖大量因旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或稍小于被处理气体的粉尘粒度。当含尘气体温度很高时，要注意保温，避免水分在除尘器内凝结。假如粉尘不吸收水分、露点为3050时，除尘器的温度最少应高出30左右；假如粉尘吸水性较强(如水泥、石膏和含碱粉尘等)、露点为 20 一 50时除尘器的温度应高出露点温度40 50。旋风除尘器结构的密闭要好，确保不漏风。尤其是负压操作，更应注意卸料锁风装置的可靠性。易燃易爆粉尘(如煤粉 )应设有防爆装置。防爆装置的通常做法是在入口管道上加一个安全防爆阀门。当粉尘黏性较小时，最

38、大允许含尘质量浓度与旋风筒直径有关即直径越大其允许含尘质量浓度也越大。具体的关系见表4 11。2选型步骤旋风除尘器的造型计算主要包括类型和筒体直径及个数的确定等内容。如下所述。一般步骤和方法除尘系统需要处理的气体量。当气体温度较高、含尘量较大时，其风量和密度发生较大变化，需要进行换算。若气体中水蒸气含量较大时，亦应考虑水蒸气的影响。根据所需处理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。根据需要处理的含尘气体量q，按下式算出除尘器直径：d0q(4 28）3600vp4式中d0 一一除尘器直径，m ;vp 一一除尘器筒体净空截面平均流速，m/s；q 操作温度和压力下的气体流量，m

39、3 / h 。或根据需要处理气体量算出除尘器进口气流速度(般在1225 ms 之间 )，由选定的含尘气体进口速度和需要处理的含尘气体量算出除尘器入口截面积， 再由除尘器各部分尺寸比例关系选出除尘器。当气体含尘质量浓度较高，或要求捕集的粉尘粒度较大时，应选用较大直径的旋风除尘器；当要求净化程度较高，或要求捕集微细尘粒时，可选用较小直径的旋风除尘器并联使用。必要时按给定条件计算除尘器的分离界限粒径和预期达到的除尘效率，也可直接按有关旋风除尘器性能表选取，或将性能数据与计算结果进行核对。除尘器必须选用气密性好的卸尘阀，以防器体下部漏风，影响效率急剧下降。除尘器底部设置如图412 所示的集尘箱和空心隔

40、离锥 (图中 d 力除尘器筒体直径 )可减少漏风和涡流造成的二次扬尘，使除尘效率有较大的提高。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流现象，降低效率。彻底消除串流的办法是为每一除尘器设置单独的集尘箱。旋风除尘器一般不宜串联使用。必须串联使用时。应采用不同性能的旋风除尘器，并将低效者设于前面。三、普通旋风除尘器1 clt/a 型旋风除尘器clt/a型旋风除尘器具有下倾的螺旋切线型入口。它除作单筒使用外，也可双筒、三筒、四筒、六筒组合使用。组合式要标注筒数和筒径。四筒d550 的标注力clt/a 4 5.5。组合式的

41、结构和支架详见暖通标准t 505 。 clt/a 型旋风除尘器如图 4 13 所示。其主要性能和表4 13 所列。2 xlp/a 、 xlp/b 型旋风除尘器xlp/a 、xlp/b 型旋风除尘器分别如图4 14、图 4 15 所示、其尺寸分别如表4 14、表 4 15 所列。xlp/a 型旋风除尘器风速一般取12 一 16m/s ；xlp/b 型取 14 一 18m/s。xlp/a 、xlp/b 型分为 x 型 (吸出式 )和 y 型 (压入式 )，其中 x 型在除尘器本体上增加出口蜗壳；根据壳的旋转方向又分为n 型( 左旋 )和 s 型 (右旋 )。3 xm型木工旋风除尘器该除尘器内旋转力

42、方向分为逆时针左旋(n) 和顺时针右旋(s)两种，适用于分离含有木屑、刨花的空气，是木材加工行业使用较多的净化设备，除尘效率可达93。(1) 性能xm 型木工旋风除尘器性能见表4 16。2扩散式旋风除尘器扩散式旋风除尘结构上的特点是下锥体变成倒圆锥体及其下部装有气固气离的反射屏，可以避免从灰尘上部折回的上旋气流卷吸夹带而造成二次扬尘因而可以提高除尘效率；另一方面，倒圆锥体的横截面上小下大，从而使四周边界层的含尘气体的旋流速度愈往下愈低，这样也可以减少返混并减轻器壁的磨损。(1) 扩散式除尘器的性能clk( 分散式 )型旋风除尘器的主要性能列于表4-20 中。扩散式除尘器的主要特点是除尘器内的气流组织得到改善，而其