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旋風(fēng)分離器（除塵器）被廣泛的使用已經(jīng)有一百多年的歷史。它是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力將塵粒從氣流中分離出來(lái)。旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部分。
不過(guò)人們對(duì)旋風(fēng)分離器（除塵器），以下統(tǒng)稱旋風(fēng)除塵器還是有一些誤解，主要是認(rèn)為它效率不高。還有一個(gè)誤解就是認(rèn)為所有的旋風(fēng)除塵器造出來(lái)都是一樣的，那就是把一個(gè)直筒和一個(gè)錐筒組合起來(lái)，它就可以工作。旋風(fēng)除塵器經(jīng)常被當(dāng)作粗分離器使用，比如被當(dāng)做造價(jià)更高的布袋除塵器和濕式除塵器之前的預(yù)分離器。
事實(shí)上，需要對(duì)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和科學(xué)的設(shè)計(jì)，讓它符合各種工藝條件的要求，從而獲得最優(yōu)的分離效率。例如，當(dāng)在設(shè)定的使用范圍內(nèi)，一個(gè)精心設(shè)計(jì)的旋風(fēng)除塵器完全可以達(dá)到甚至超過(guò)99.9%的分離效率。
和布袋除塵器和濕式除塵器相比，旋風(fēng)除塵器有明顯的優(yōu)點(diǎn)。比如，爆炸和著火始終威脅著布袋除塵器的使用，但旋風(fēng)除塵器要安全的多。旋風(fēng)除塵器可以在1093攝氏度和500ATM的工藝條件下使用。另外旋風(fēng)除塵器的維護(hù)費(fèi)用很低，它沒(méi)有布袋需要更換，也不會(huì)因?yàn)閲娝斐杀皇占蹓m的二次處理。
在實(shí)踐中，旋風(fēng)除塵器可以在產(chǎn)品回收和污染控制上被高效地使用，甚至做為污染控制的終端除塵器。
在對(duì)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到塵粒受到的各種力的相互作用?；谶@些作用，人們歸納總結(jié)出了很多公式指導(dǎo)旋風(fēng)分離器的設(shè)計(jì)。通常，這些公式對(duì)具有一致的空氣動(dòng)力學(xué)形狀的大粒徑塵粒應(yīng)用的很好。
在最近的二十年中，高效的旋風(fēng)除塵器技術(shù)有了很大的發(fā)展。這種技術(shù)可以對(duì)粒徑小到5微米，比重小于1.0的粒子達(dá)到超過(guò)99%的分離效率。這種高效旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)和使用很大程度上是由被處理氣體和塵粒的特性以及旋風(fēng)分離器的形狀決定的。
同時(shí)，對(duì)進(jìn)入和離開(kāi)旋風(fēng)除塵器的管道和粉塵排放系統(tǒng)都必須進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)。工藝過(guò)程中氣體和塵粒的特性的變化也必須在收集過(guò)程中被考慮。當(dāng)然，使用過(guò)程中的維護(hù)也是不能忽略的。
進(jìn)入旋風(fēng)除塵器的氣體
必須確保用于計(jì)算和設(shè)計(jì)的氣體特性是從進(jìn)入旋風(fēng)除塵器的氣體中測(cè)量得到的，這包括它的密度，粘度，溫度，壓力，腐蝕性，和實(shí)際的氣體流量。我們知道氣體的這些特性會(huì)隨著工藝壓力，地理位置，濕度，和溫度的變化而變化。
進(jìn)入旋風(fēng)除塵器的塵粒
和氣體特性一樣，我們也必須確保塵粒的特性參數(shù)就是從進(jìn)入旋風(fēng)除塵器的塵粒中測(cè)量獲得的。很多時(shí)候，在想用高效旋風(fēng)除塵器更換低效旋風(fēng)分離器時(shí)，人們習(xí)慣測(cè)量排放氣流中的塵粒或已收集的塵粒。這種做法值得商榷，有時(shí)候是不對(duì)的。
獲得正確的塵粒信息的過(guò)程應(yīng)該是這樣的。首先從進(jìn)入旋風(fēng)分離器的氣流中獲得塵粒樣品，送到專業(yè)實(shí)驗(yàn)室決定它的空氣動(dòng)力學(xué)粒徑分布。有了這個(gè)粒徑分布就可以計(jì)算旋風(fēng)除塵器總的分離效率。
實(shí)際生產(chǎn)中，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器的塵粒不是單一品種。不同種類的塵粒比重和物理粒徑分布都不相同。但空氣動(dòng)力學(xué)粒徑分布實(shí)驗(yàn)有機(jī)地將它們統(tǒng)一到空氣動(dòng)力學(xué)粒徑分布中。
另外影響旋風(fēng)除塵器的設(shè)計(jì)的因素包括場(chǎng)地限制和允許的壓降。例如，效率和場(chǎng)地限制可能會(huì)決定是否選用并聯(lián)旋風(fēng)除塵器，或是否需要加大壓降，或兩者同時(shí)采用。
旋風(fēng)除塵器的形狀
旋風(fēng)除塵器的形狀是影響分離效率的重要因素。例如，如果入口尺寸，錐體尺寸，排氣管，以及排放口不一樣，兩個(gè)相同筒徑的旋風(fēng)分離器會(huì)有相當(dāng)大的效率差別。
在圖1中，分離器A的設(shè)計(jì)形式會(huì)造成一些問(wèn)題：
· 入口設(shè)計(jì)可能不能提供充分的入口速度和想要的速度分布。
· 切線式入口可能造成排氣管的磨損和因?yàn)榕艢夤艿母蓴_造成入口氣流紊亂。還有就是可能會(huì)造成入口氣流和排出氣流的短路，夾帶塵粒而出造成分離效率下降。
· 考慮不周的內(nèi)部設(shè)計(jì)會(huì)造成氣流紊亂。這種情況下就會(huì)把本來(lái)應(yīng)被收集的塵粒裹挾到向上的排出氣流中而逃出分離器。
·急速的錐體直徑變化，會(huì)造成筒體和錐體連接處的磨損。它也阻止了收集到的塵粒平滑地從筒體到錐體的運(yùn)動(dòng)。
· 這樣的錐體下部很容易被磨損。
· 很明顯，在分離器和卸灰閥之間沒(méi)有用以幫助分離的灰斗。
5. 入口管道的設(shè)計(jì)
不合適的管道設(shè)計(jì)是最常見(jiàn)的造成進(jìn)入旋風(fēng)除塵器流量不足的重要原因。事實(shí)上，有一個(gè)普遍現(xiàn)象，那就是配置的風(fēng)機(jī)不能滿足系統(tǒng)的流量要求。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的壓降超過(guò)了風(fēng)機(jī)能滿足的壓頭，這樣風(fēng)機(jī)就自動(dòng)移到高壓降，低流量的狀態(tài)工作。
圖2
另外，很多設(shè)計(jì)人員因?yàn)橐恍┰驎?huì)在分離器入口前放一個(gè)彎頭（如圖2）。實(shí)際上，為了達(dá)到好的分離效果，氣體應(yīng)該通過(guò)直管進(jìn)入除塵器，直管的長(zhǎng)度約為6-8倍入口管直徑（有資料上說(shuō)4-10倍的）。這樣做主要是為了防止塵粒濃聚在彎頭外側(cè)再進(jìn)入分離器，氣體中的塵粒在氣流中分配不均。
6.塵粒排出設(shè)計(jì)
不恰當(dāng)?shù)男痘以O(shè)計(jì)能造成粉塵的二次夾帶。比如許多人認(rèn)為風(fēng)機(jī)設(shè)在除塵器上游時(shí)，除塵器進(jìn)行正壓運(yùn)行，此時(shí)不必設(shè)灰斗或卸灰閥。這是不對(duì)的。事實(shí)上，旋風(fēng)除塵器內(nèi)部向上的旋流不管是由正壓或負(fù)壓產(chǎn)生的，都具有夾帶粉塵的能力。在任何情況下，灰斗和卸灰閥都必須納入設(shè)計(jì)考慮之中（圖3）。
圖3
設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)特別注意防止旋風(fēng)除塵器底部漏風(fēng)，因?yàn)樾L(fēng)除塵器通常是負(fù)壓運(yùn)行。實(shí)踐證明，旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)5%，效率降低50%，旋風(fēng)除塵器漏風(fēng)15%，效率接近于零。因而，必須采用氣密性好的卸灰閥。
7. 分離過(guò)程中氣體和塵粒特性的改變
在實(shí)際分離過(guò)程中，氣體和塵粒特性的變化會(huì)造成很嚴(yán)重的問(wèn)題。比如在一個(gè)沒(méi)有沒(méi)有保溫的除塵器中可能會(huì)碰到結(jié)露的問(wèn)題。因?yàn)橥ㄟ^(guò)分離器時(shí)，氣體損失了熱量，氣溫下降到露點(diǎn)溫度或以下所致。這時(shí)可以看到本應(yīng)干的塵粒變成了濕的。分離器內(nèi)壁也有塵粒結(jié)層現(xiàn)象。
因?yàn)闅饬餍D(zhuǎn)摩擦，塵粒也會(huì)荷電，導(dǎo)致物料架橋現(xiàn)象出現(xiàn)，不易被排到灰斗或堵塞排料口造成卸灰閥排料不暢。在有的情況下，還可能導(dǎo)致爆炸和著火。所以在分離器設(shè)計(jì)中，接地是必須的。
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方案設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況，針對(duì)性出具解決方案
合同簽訂技術(shù)和商務(wù)規(guī)范確認(rèn)，簽訂合作協(xié)議
產(chǎn)品制作選擇最優(yōu)質(zhì)的元器件，嚴(yán)格按照技術(shù)協(xié)議
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