化工原理：3-1沉降分离原理及设备 (2)

1、1 第三章、非均相混合物分离 及固体流态化 3.1 沉降分离原理及设备 3.1.1 颗粒相对于流体的运动 3.1.2 重力沉降 3.1.3 离心沉降 2 惯性离心力作用下实现的沉降过程称为离心沉降。 颗粒受到三个力 颗粒与流体 在径向上的 相对速度 2 3 6 T u d R 向心力 2 3 6 T s u d R 惯性离心力 2 2 42 r u d 阻力 一、离心沉降速度及分离因数 颗粒的圆周 运动速度 3 上述三个力达到平衡时： 222 332 0 6642 TTr s uuu ddd RR 平衡时颗粒在径向上相对于流体的运动速 度ur便是它在此位置上的离心沉降速度： 2 4 () 3

2、sT r du u R 离心沉降速度 (3-35) 一、离心沉降速度及分离因数 4() 3 s t gd u 4 一、离心沉降速度及分离因数 离心沉降时，若颗粒与流体的相对运动处于滞流区， 则可得 22 () 18 sT r du u R 2 T c u K gR 同一颗粒所受的离心力与重力之比称为离心分离因 数。 离心分离因数 24 Ret 分离因数大小是反映离心分离设备性能的重要指标。 5 二、离心沉降设备 1. 旋风分离器 （1）旋风分离 器的结构与操 作原理 6 （2）旋风分离器的性能 9 c esi B d Nu 临界粒径 旋风分离器的 进气口宽度 旋风分离器的 进口气速 气流的有效

3、旋 转圈数 临界粒径是判断旋风分离器分离效率高低的重要依据。 临界粒径越小，说明旋风分离器的分离性能越好。 二、离心沉降设备 7 螺旋内翼螺旋内翼 出灰口出灰口 含含 尘尘 气气 体体 净气净气 出口出口 二、离心沉降设备 8 12 0 1 CC C 分离效率 总效率0 12 1 ii p i i CC C 粒级效率pi 0 1 n ip i i x 二、离心沉降设备 出气含尘浓度出气含尘浓度,g/m3 进气粒径在进气粒径在i段含尘浓段含尘浓 度度,g/m3 出气粒径在出气粒径在i段含尘浓段含尘浓 度度,g/m3 进气含尘浓度进气含尘浓度,g/m3 9 通过实测旋风分离器进、出气流中所含尘粒

4、的浓度及粒度分布，可得粒级效率与颗粒直径di 的对应关系曲线，该曲线称为粒级效率曲线。 粒级效率曲线 粒级效率恰为50%的颗粒直径，称为分割粒 径。 分割粒径 50 0.27 () is D d u 50 d 二、离心沉降设备 10 同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器 50 p d d 曲线相同，因此此曲线估算旋风分离器的效率较 为方便。 二、离心沉降设备 11 图3-11 标准旋风分离器的 50 p d d 曲线 二、离心沉降设备 12 2 2 i u p 压力降 阻力系数 标准旋风分离 器为8 操作温度，颗粒密度、粒径、进口气速度及粉尘 浓度等情况。 影响旋风分离器性能的因素 二、离心沉降

5、设备 13 （3）旋风分离器类型 旋风分离器的结构设计，主要从以下几个方面进 行改进： u采用细而长的器身； u减小涡流的影响 u在标准旋风分离器中，内旋流上升时，会将沉积在锥 底的部分颗粒扬起；为避免设计了扩散式旋风分离器。 u此外，排气管和灰斗尺寸的合理设计都可以提高除尘 效率。 二、离心沉降设备 14 二、离心沉降设备 XLT/A型 采用倾斜螺旋面进口，减 小涡流影响。= 5 5.5 15 二、离心沉降设备 XLP/B型 带有旁路分离室结 构，可聚结被上旋 流带到顶部的细粒 。 =4.8 5.8 16 二、离心沉降设备 XLK型(扩散式) 上小下大外壳，底 部装有挡灰盘。 档灰盘有效地防止 了已沉降的细粉被 重新卷起。 17 PV型旋风分离器型旋风分离器 高高 效效 低低 阻阻 XLB 系列系列 旋风旋风 分离器分离器 18 （4）旋风分离器的选用 首先应根据系统的物性，结合各型设备的 特点，选定旋风分离器的类型； 然后依据含尘气的体积流量，要求达到的 分离效率，允许的压力降计算决定旋风分离器 的型号与个数。 二、离心沉降设备 19 2. 旋液分离器 旋液分离器又称水力旋流器，是利用离心沉 降原理从悬浮液中分离固体颗粒