旋风分离器的设计

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第6章 旋风分离器

第6章 旋风分离器
隔热耐磨双层衬里
集气筒
烟气出口
烟气入口
分离单管 隔热耐磨单层衬里 吊筒
集尘室
6.3 旋风分离器内气固两相流动规律
颗粒的分离是在含尘气流在分离器中的运动过程中实现的, 因此,分离器内气固两相的流动分布规律是决定分离性能的主 要因素 。
6.3.1 旋风分离器内气相流动规律
(1) 三维气流速度方向的定义
R
θ
C(dp)/Ci(dp)
1.20 1.00 0.80 0.60 0.40
dp=3μm dp=5μm dp=8μm dp=12μm dp=16μm
0.20
0.00 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 r/R
图5-5 主要分离空间内颗粒粒级浓度沿径向分布(z=225)
(1) 分离器内颗粒浓度分布-沿壁面条带形螺旋线状分布
6.3.2 旋风分离器内固相流动分布规律
(2) 分离器内颗粒浓度分布-沿径向外高内低
6.3.2 旋风分离器内固相流动分布规律
(2) 分离器内颗粒浓度分布-沿径向外高内低
密相区
密相区
密相区
稀相区
稀相区
6.3.2 旋风分离器内固相流动分布规律
6.3.2 旋风分离器内固相流动分布规律
(3) CLK型(扩散型)
筒体下部为一倒锥形,并在底部装有倒置 的顶部开孔的漏斗形挡灰盘,其下沿与四壁底 圈留有齿缝。这种结构的作用是防止返回气流 将落下的粉尘重新卷起,因而提高了除尘效率, 尤其对直径10μm以下颗粒,效果更为明显,它 适用于净化颗粒浓度高的气体。
(4) CZT型(长锥型)
具有较长的锥体,一般采用锥体 长度为2.8D。体积小、用料省、除尘 效率高,适用于捕集非黏性的金属、 矿物、纤维性粉尘、刨花和木屑,特 别对纤维性的棉尘除尘效率几乎为 100%。

旋风集尘器分离器的原理及设计参数

旋风集尘器分离器的原理及设计参数

旋风集尘器分离器的原理及设计参数本帖最后由 bombcat 于 2010-11-4 12:22 编辑看了很多木有们DIY的旋风分离器,真是八仙过海各显神通,做出来的尺寸、比例也是五花八门。

在翻阅了论坛上关于旋风集尘器的帖子之后,感觉多数木有的DIY主要还是以模仿为主,似乎缺少那么点理论依据,于是我查阅了一些技术资料。

看过之后感觉在工业上要比较准确地分析和设计一个旋风分离器还是很复杂的,需要考虑风压、流速、粉料粒径、密度、粘度、桶壁光滑程度等诸多因素,这些对于我们收集木屑的用途来说过于复杂了,很多数据也是不可能掌握的,所以我本着避繁就简、简单实用的原则摘录一些资料,希望能对以后DIY旋风分离器的木友有所帮助。

工业上最常用的旋风式分离装置有两种形式:①旋风分离器:切向入口,本体为筒体+锥体型这种形式的旋风分离装置最常见,当然其入口、出口及灰斗处都有若干种变形可供选用,后面细说。

木有们DIY的旋风集尘器大多也是这个原理的,起码都是入风口在本体的切向,但DIY的集尘器本体就只是一个锥体,没有做成筒体+锥体形式的,可能是受国外那个成品旋风分离器DUST DEPUTY的影响吧。

绝大多数DIY这种造型分离器的木有都是采用花瓶作为锥体本体,比如=saga=f117whw做的这个:②旋风管:具有轴向导流叶片入口,本体为直筒型在木有DIY的集尘器中有类似这样旋风管结构的,比如xuelichina做的“大型旋风集尘器”以及岳阳楼用饮水机水桶改造的集尘器:这两位木有的集尘器虽然本体是直筒结构,但进风口还是采用与筒体切向,而不是标准旋风管那样从筒体顶盖处轴向进风。

从筒体顶盖轴向进风的好处是气流轴向对称,且因采用导流板,给进气流一定的向下的速度,使夹杂着灰尘的空气更快地向下运动,而不仅仅是靠重力。

先说说旋风式分离器的一些基本概念和原理吧。

按照第一张图所示,夹杂着尘粒的气体从进气口进入筒体后,沿筒内壁做向下的旋转运动,在这个过程中由于离心力的作用,气流内的尘粒被甩向桶壁,实现气体和固体的分离,尘粒在重力作用下沿桶壁旋转下降落入灰斗。

蜗壳式旋风分离器的原理及设计

蜗壳式旋风分离器的原理及设计

蜗壳式旋风分离器的原理及设计一、引言蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备,广泛应用于化工、环保、冶金等行业。

本文将详细介绍蜗壳式旋风分离器的原理及设计要点。

二、原理蜗壳式旋风分离器的工作原理基于离心力和重力分离的原理。

当气体和固体颗粒混合物通过进气口进入旋风分离器时,由于旋风分离器内部构造的特殊设计,气体和固体颗粒会在旋风分离器内部形成旋涡流动。

在旋涡流动的作用下,气体和固体颗粒会分离开来。

三、设计要点1. 蜗壳式旋风分离器的外形设计应符合流体力学原理,以确保气体和固体颗粒能够充分混合并形成旋涡流动。

通常,蜗壳式旋风分离器的外形呈圆锥形,底部设有进气口,顶部设有出气口和固体颗粒排出口。

2. 蜗壳式旋风分离器的尺寸设计应根据处理气体流量和固体颗粒粒径来确定。

一般来说,较大的分离器尺寸能够处理更大流量的气体和更大粒径的固体颗粒。

3. 蜗壳式旋风分离器的进气口和出气口的位置应合理布置,以确保气体和固体颗粒能够顺利进出分离器。

进气口通常位于分离器的底部,出气口位于分离器的顶部,而固体颗粒排出口则位于分离器的底部。

4. 蜗壳式旋风分离器的材质选择应根据处理介质的性质来确定。

常见的材质有不锈钢、碳钢等,具体选择应考虑介质的腐蚀性、温度等因素。

5. 蜗壳式旋风分离器的运行参数包括进气速度、旋风分离器的角速度等。

这些参数的选择应根据具体的应用要求和处理介质的性质来确定,以确保分离效果的最佳化。

四、优点与应用蜗壳式旋风分离器具有以下优点:1. 结构简单,制造成本低;2. 分离效率高,能够有效分离气体和固体颗粒;3. 操作稳定,维护方便。

蜗壳式旋风分离器广泛应用于以下领域:1. 化工行业:用于气体净化、固体颗粒分离等;2. 环保行业:用于废气处理、粉尘回收等;3. 冶金行业:用于炉渣处理、矿石分离等。

五、结论蜗壳式旋风分离器是一种常用的气固分离设备,基于离心力和重力分离的原理工作。

其设计要点包括外形设计、尺寸设计、进气口和出气口的布置、材质选择以及运行参数的确定。

油气集输课程设计 ——分离器设计计算(两相及旋风式)

油气集输课程设计 ——分离器设计计算(两相及旋风式)

重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院:石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点(单位)重庆科技学院石油科技大楼设计题目:某低温集气站的工艺设计——分离器设计计算(两相及旋风式)完成日期: 年月日指导教师评语:成绩(五级记分制):指导教师(签字):摘要天然气是清洁、高效、方便的能源。

天然气按在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。

只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏,才可开发利用。

它的使用在发展世界经济和提高环境质量中起着重要作用。

因此,天然气在国民经济中占据重要地位。

天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中,有些和原油储藏在同一层位,有些单独存在。

对于和原油储藏在同一层位的天然气,会伴随原油一起开采出来。

天然气分别通过开采、处理、集输、配气等工艺输送到用户,每一环节都是不可或缺的一部分。

天然气是从气井采出时均含有液体(水和液烃)和固体物质。

这将对集输管线和设备产生了极大的磨蚀危害,且可能堵塞管道和仪表管线及设备等,因而影响集输系统的运行。

气田集输的目的就是收集天然气和用机械方法尽可能除去天然气中所罕有的液体和固体物质。

本文主要讲述天然气的集输工艺中的低温集输工艺中的分离器的工艺计算。

本次课程设计我们组的课程任务是——某低温集气站的工艺设计。

每一组中又分为了若干个小组,我所在小组的任务是——低温集气站分离器计算。

在设计之前要查低温两相分离器设计的相应规范,以及注意事项,通过给的数据资料,确定在设计过程中需要使用公式,查询图表。

然后计算出天然气、液烃的密度,天然气的温度、压缩因子、粘度、阻力系数、颗粒沉降速度,卧式、立式两相分离器的直径,进出管口直径,以及高度和长度。

把设计的结果与同组的其他设备连接起来,组成一个完整的工艺流程。

关键字:低温立式分离器压缩因子目录摘要 (1)1.设计说明书 (4)1.1 概述 (4)1.1.1 设计任务 (4)1.1.2 设计内容及要求 (4)1.1.3 设计依据以及遵循的主要规范和标准 (4)1.2 工艺设计说明 (4)1.2.1 工艺方法选择 (4)1.2.2 课题总工艺流程简介 (5)2.计算说明书 (5)2.1 设计的基本参数 (5)2.2 需要计算的参数 (5)3.立式两相分离器的工艺设计 (6)3.1 天然气的相对分子质量 (6)3.2 天然气的相对密度 (6)3.3 压缩因子的计算 (6)3.4 天然气流量的计算 (9)3.5液滴沉降速度 (10)3.5.1天然气密度的计算 (10)3.5.2临界温度、压力的计算 (11)3.5.3天然气粘度的计算 (11)3.5.4 天然气沉降速度的计算 (13)3.6 立式两相分离器的计算 (14)3.6.1 立式两相分离器直径的计算 (14)3.6.2 立式两相分离器高度的计算 (15)3.6.3 立式两相分离器进出口直径的计算 (15)3.7 管径确定 (16)3.8 壁厚的确定 (16)3.9 丝网捕雾器 (17)3.10 设备选型 (17)4.旋风分离器的工艺设计 (18)4.1.1根据进、出口速度检验K值及最后结果 (19)4.2 压力降的计算 (21)结论 (23)参考文献 (24)1 设计说明书遵循设计任务的要求,完成某低温集气站的工艺设计——分离器计算(两相及旋风)。

生活垃圾焚烧系统旋风分离器及烟气系统的设计方案

生活垃圾焚烧系统旋风分离器及烟气系统的设计方案

生活垃圾焚烧系统旋风分离器及烟气系统的设计方案1.1 旋风分离器的简介旋风除尘器也称作离心力除尘器,是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。

如图1.1所示,旋风除尘器一般由进气口、圆筒体、圆锥体、顶盖、排气管及排灰口等组成。

当含尘气流由进气口进入除尘器后,绝大部分沿器壁以较高的速度(15~20m/s)自圆筒体呈螺旋形向下运动,同时有少量气体沿径向运动到中心区域,向下的旋转气流称为外旋流(或外涡旋)。

在旋转过程中产生离心力将密度大于气体的尘粒甩向器壁,尘粒一旦与器壁接触,便失去其惯性而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下滑,直至从排灰口排出。

外旋气流在到锥体时,因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢,根据“旋转矩”不变原理,其切向速度不断提高;当气流达到锥体下端某一位置时,即以同样的旋转方向折转沿除尘器的中心轴线由下向上继续做螺旋运动,形成内旋流(或内涡旋),最后净化气经排气管排出除尘器外[8]。

图1.1 旋风除尘器的一般结构组成示意图1.2 旋风分离器结构的设计循环流化床的旋风分离器由于850~950℃的高温,不能采用金属结构;由于铺设耐火材料,筒体直径不能太小;由于磨损和支撑问题,排气管的长度较短;由于要布置返料装置,圆形筒体的长度也较短。

正因为这样的一些特点,需采用高温旋风分离器,其设计参数如图1.2所示,且其设计比例与工业旋风分离器的尺寸比例有所不同,高温旋风分离器的设计计算如下[12,15]。

图1.2 旋风分离器结构尺寸1.2.1 入口风速确定入口风速一般取 18~35 m/s 。

本设计中取入口风速为 25 m/s 。

1.2.2 旋风筒直径的计算120i q D Nabv ⎛⎫= ⎪⎝⎭(5-1)a a D =(5-2)b b D =(5-3)式中:0D ——旋风筒直径,m ;q ——气体流量,3/m s ; N ——分离器的个数; a ——进口高度,m ; b ——进口宽度,m ; i v ——进口速度,/m s 。

旋风分离器的优化设计

旋风分离器的优化设计

外筒体直径D(m ) 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6 0. 7 优化结构参数Lc ( m) 0. 5932 0. 6317 0. 8708 0. 8698 1. 1828 Zc( m) 0. 8608 1. 0049 1. 5523 1. 6996 1. 9285 S( m) 0. 4729 0. 4107 0. 5253 0. 5289 0. 8597 De( m) 0. 2113 0. 2472 0. 3490 0. 4227 0. 4938 Hc( m) 0. 2486 0. 2768 0. 3430 0. 3604 0. 4314 Bc (m ) 0. 0622 0. 0705 0. 0863 0. 0894 0. 1703 Jc ( m) 0. 2187 0. 2618 0. 3723 0. 4009 0. 4619 性能指标!( %) 81. 5 80. 7 77. 3 77. 7 77. 2#P( Pa) 928. 6 950. 9 662. 2 537. 4 543. 3Q( m3/ h) 1001 1345 1918 2087 3000CLT/A型旋风分离器的多目标设计优化我们应用多目标优化技术对CLT/A型单筒旋风除尘器的结构参数进行了研究,建立了以除尘效率、压力损失为目标函数的旋风分离器优化数字模型,并采用极小-极大方法对其进行优化设计,给出了使其综合性能最佳的结构参数。

1、旋风除尘器的性能分析1.1旋风除尘器的除尘效率CLT/A型旋风分离器的结构简单。

关于其除尘效率的计算有不同的理论与方法,由于各自假设前提不同,所得结果也不尽一致。

我们提出的方法考虑因素全面,得出的结果与实际比较接近。

1.2旋风除尘器的阻力旋风除尘器的阻力是评价其性能的重要参数,它关系到除尘器的能量消耗和风机的合理选择。

曾有不少研究者对旋风除尘器的阻力进行了理论推导,但由于其方法复杂,鉴于本文主要研究旋风除尘器各主要结构参数对其性能的影响,因此选取了合理的阻力计算经验公式。

循环流化床锅炉高温旋风分离器设计

循环流化床锅炉高温旋风分离器设计

摘要在循环流化床锅炉里,通常将旋风分离器布置在锅炉炉膛出口,以便将高温烟气流中的热固体物料分离下来进入回料阀进入炉膛继续循环,以便保证炉膛内一定的灰浓度同时也提高了燃烧效率。

现在我国大部分旋风分离器都是根据烟气量计算出旋风分离器筒体直径后,通过设计手册确定各部分尺寸,但这种设计方法针对性差,实际分离效果不能满足要求。

针对这问题,本设计以130t/hCFBB旋风分离器的设计为例,通过对压降损失和分离效率的计算,筛选出最佳的分离粒径,以该粒径为参考,确定旋风分离器各部分的尺寸关系并最终计算出各部分的尺寸,完成旋风分离器的设计。

通过本设计的设计思路和方法,可有效地提高分离效率,为循环流化床锅炉的稳定运行提供了保障。

关键词:高温旋风分离器;分离效率;压降损失;尺寸计算AbstractCyclone plays an important role in circulating fluidized bed.In the circulating fluidized bed boiler,Usually arranged in the boiler furnace cyclone export to the high temperature gas stream down into the thermal separation of solid materials into the furnace return valve to cycle in order to guarantee a certain degree of gray levels within the furnace also increases combustion efficiency.Now most of our cyclone are calculated according to smoke after the cyclone cylinder diameter,through the various parts of the design manual to determine size,but targeted poor design, the actual separation can not meet the requirements.To address this problem, The design makes 130t/hCFBB cyclone design for example,On the calculation of the pressure drop and separation efficiency, then select the best particle size, To the diameter of reference to determine the relationship between the size of various parts of cyclone and finally calculate the size of each part to complete the design of cyclone.Through the design of design ideas and methods can effectively improve the separation efficiency, sTab operation of circulating fluidized bed boiler to provide a guarantee.Key Words:high temperature cyclone separator;separation efficiency;pressure drop;size calculation目录前言 (1)1 绪论 (2)1.1 循环流化床锅炉的发展趋势及其所带来的技术难题 (2)1.1.1 国内外循环流化床锅炉发展 (2)1.1.2 循环流化床锅炉大型化的技术难题 (4)1.2 循环流化床分离装置的发展 (4)1.2.1 循环流化床分离装置的分类 (4)1.2.2 分离器的发展及应用 (5)2 旋风分离器的发展及应用 (11)2.1 旋风分离器的结构及工作原理 (12)2.2 旋风分离器气粒两相运动研究的进展 (12)2.3 旋风分离器的分离机理 (14)3 旋风分离器内气流运动概况分析 (16)3.1 颗粒的沉降速度和离心分离速度 (16)3.2 旋风分离器内气流流动概况 (19)3.3 极限粒径 (22)4 压降和效率的计算方法 (27)4.1 压降 (27)4.1.1 压降的影响因素 (27)4.1.2 压降的计算 (27)4.2 效率 (29)4.2.1 表示方法 (29)4.2.2 效率的计算方法 (30)5 结构尺寸的确定 (33)5.1各部尺寸关系 (33)5.1.1 进口管 (33)5.1.2 排气管 (35)5.1.3 筒体直径 (36)5.1.4 圆柱体长度 (36)5.1.5 圆锥体 (37)5.1.6 集灰斗 (37)5.1.7 旁室 (37)5.2 尺寸计算 (38)5.3 小结 (39)6 影响分离性能的因素 (40)7 结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录A (44)附录B (53)前言随着经济发展,石油、煤炭等一次能源消耗量不断增加,储量急剧减少,全世界都面临着能源危机。

旋风分离器设计

旋风分离器设计

旋风分离器:旋风分离器,是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。

工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动,使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。

旋风分离器的主要特点是结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便,价格低廉,用于捕集直径5~10μm以上的粉尘,广泛应用于制药工业中,特别适合粉尘颗粒较粗,含尘浓度较大,高温、高压条件下,也常作为流化床反应器的内分离装置,或作为预分离器使用,是工业上应用很广的一种分离设备。

主要功能:旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送气体中携带的固体颗粒杂质和液滴,达到气固液分离,以保证管道及设备的正常运行,在西气东输工程中,旋风分离器是较重要的设备。

机构简介:旋风分离器,是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备。

工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动,使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开。

是工业上应用很广的一种分离设备。

工作原理:旋风分离器是利用气固混合物在作高速旋转时所产生的离心力,将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。

由于颗粒所受的离心力远大于重力和惯性力,所以分离效率较高。

常用的(切流)切向导入式旋风分离器的分离原理及结构如图所示。

主要结构是一个圆锥形筒,筒上段切线方向装有一个气体入口管,圆筒顶部装有插入筒内一定深度的排气管,锥形筒底有接受细粉的出粉口。

含尘气流一般以12—30m/s速度由进气管进入旋风分离器时,气流将由直线运动变为圆周运动。

旋转气流的绝大部分,沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下朝锥体流动。

此外,颗粒在离心力的作用下,被甩向器壁,尘粒一旦与器壁接触,便失去惯性力,而靠器壁附近的向下轴向速度的动量沿壁面下落,进入排灰管,由出粉口落入收集袋里。

旋转下降的外旋气流,在下降过程中不断向分离器的中心部分流入,形成向心的径向气流,这部分气流就构成了旋转向上的内旋流。

内、外旋流的旋转方向是相同的。

最后净化气经排气管排出器外,一部分未被分离下来的较细尘粒也随之逃逸。

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旋风分离器的设计姓名:顾一苇班级:食工0801指导老师:刘茹设计成绩:华中农业大学食品科学与技术学院食品科学与工程专业2011年1月14日目录第一章、设计任务要求与设计条件 (3)第二章、旋风分离器的结构和操作 (4)第三章、旋风分离器的性能参数 (6)第四章、影响旋风分离器性能的因素 (8)第五章、最优类型的计算 (11)第六章、旋风分离器尺寸说明 (19)附录1、参考文献 (20)任务要求1.除尘器外筒体直径、进口风速及阻力的计算2.旋风分离器的选型3.旋风分离器设计说明书的编写4.旋风分离器三视图的绘制5.时间安排:2周6.提交材料含纸质版和电子版设计条件风量:900m3/h ;允许压强降:1460Pa旋风分离器类型:标准型(XLT型、XLP型、扩散式)含尘气体的参数:气体密度:1.1 kg/m3粘度:1.6×10-5Pa·s颗粒密度:1200 kg/m3颗粒直径:6μm旋风分离器的结构和操作原理:含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入,沿圆筒内壁作旋转流动。

颗粒的离心力较大,被甩向外层,气流在内层。

气固得以分离。

在圆锥部分,旋转半径缩小而切向速度增大,气流与颗粒作下螺旋运动。

在圆锥的底部附近,气流转为上升旋转运动,最后由上部出口管排出;固相沿内壁落入灰斗。

旋风分离器不适用于处理粘度较大,湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘,气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。

旋风分离器结构简单,造价低廉,无运动部件,操作范围广,不受温度、压力限制,分离效率高。

一般用于除去直径5um以上的尘粒,也可分离雾沫。

对于直径在5um以下的烟尘,一般旋风分离器效率已不高,需用袋滤器或湿法捕集。

其最大缺点是阻力大、易磨损。

离性能和气体经过旋风分离器的压强降。

①分离性能分离性能的好坏常用理论上可以完全分离下来的最小颗粒尺寸:临界粒径dc及分离效率η表示。

A:临界粒径dc:指旋风分离器能100%除去的最小颗粒直径。

假设:在器内颗粒与气流相对运动为层流;颗粒在分离器内的切线速度恒定且等于进气处的气速u i;颗粒沉降所穿过的最大距离为进气口宽度B,导出临界粒径d c的估算式:d c=(9μB /πN eρs u i)1/2旋风分离器进口管的宽度B,标准型B=D/4;Ne:气流的有效旋转圈数,一般0.5~3,标准型3~5,通常取5;u i进口气体的速度(m/s);μ:气体粘度;ρs:固相的密度d c愈小,分离效率愈高,由估算式可见d c随D的加大而增大,即效率随D 增大而减小。

当气体处理量很大又要求较高的分离效果时,常将若干小尺寸的旋风分离并联使用,称为旋风分离器组。

粘度减小,进口气速提高有利于提高分离效率。

B:分离效率:有两种表示方法*总效率:指被除去的颗粒占气体进入旋风分离器时带入的全部颗粒的质量百分数η0=(C1-C2)/C1C1:旋风分离器入口气体含尘浓度;C2:旋风分离器出口气体含尘浓度总效率是工程上最常用的,也是最易测定的分离效率,其缺点是不能表明旋风分离器对不同粒子的不同分离效果。

*粒级效率:粒级效率指按颗粒大小分别表示出其被分离的质量分数。

含尘气体中的颗粒通常是大小不均的,通过旋风分离器后,各种尺寸的颗粒被分离下来的百分率也不相同。

通常把气流中所含颗粒的尺寸范围等分成几个小段,则其中平均粒径为d i的第i小段范围颗粒的粒级效率定义为:ηpi=(C1i-C2i)/C1i不同粒径的颗粒,其粒级效率是不同的。

根据临界粒径的定义,粒径大于或等于临界粒径d c的颗粒,ηp=100%。

粒级效率为50%的颗粒直径称为分割直径d50=0.27[μD/u i(ρS-ρ)]1/2对于同一型式且尺寸比例相同的旋风分离器,无论大小,皆可通用同一条粒级曲线。

标准旋风分离器的ηp与d/d50的关系:总效率η0=Σx iηpi,x i为进口处第i段颗粒占全部颗粒的质量分率。

②旋风分离器的压强降压强降可表示为进口气体动能的倍数:Δp=ξρu i2/2ξ为阻力系数,对于同一型式及相同尺寸比例的旋风分离器,ξ为常数,标准型旋风分离器ξ=8,一般500~2000Pa。

影响旋风分离器性能的因素气流在旋风分离器内的流动情况和分离机理均非常复杂,因此影响旋风分离器性能的因素较多,其中最重要的是物系性质及操作条件。

一般说来,颗粒密度大、粒径大、进口气速度高及粉尘浓度高等情况均有利于分离。

如含尘浓度高则有利于颗粒的聚结,可以提高效率,而且可以抑制气体涡流,从而使阻力下降,所以较高的含尘浓度对压力降与效率两个方面都是有利的。

但有些因素对这两方面的影响是相互矛盾的,如进口气速稍高有利于分离,但过高则导致涡流加剧,增大压力降也不利于分离。

因此,旋风分离器的进口气速在10~25m/s范围内为宜。

气量波动对除尘效果及压力降影响明显。

(4)旋风分离器的结构型式与选用①旋风分离器的结构型式旋风分离器的性能不仅受含尘气的物理性质、含尘浓度、粒度分布及操作条件的影响,还与设备的结构尺寸密切相关。

只有各部分结构尺寸恰当,才能获得较高的分离效率和较低的压力降。

近年来,为提高分离效率并降低压降,在旋风分离器的结构设计中,主要从以下几个方面进行改进:A:采用细而长的器身:减小器身直径可增大惯性离心力,增加器身长度可延长气体停留时间,所以,细而长的器身有利于颗粒的离心沉降,使分离效率提高。

B:减小上涡流的影响:含尘气体自进气管进入旋风分离器后,有一小部分气体向顶盖流动,然后沿排气管外侧向下流动,当达到排气管下端时汇入上升的内旋气流中,这部分气流称为上涡流。

上涡流中的颗粒也随之由排气管排出,使旋风分离器的分离效率降低。

采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器,可以改善上涡流的影响。

C:消除下旋流影响:在标准旋风分离器内,内旋流旋转上升时,会将沉集在锥底的部分颗粒重新扬起,这是影响分离效率的另一重要原因。

为抑制这种不利因素设计了扩期式旋风分离器。

D:排气管和灰斗尺寸的合理设计都可使除尘效率提高。

鉴于以上考虑,对标准旋风分离器加以改进,设计出一些新的结构形式。

目前我国对各种类型的旋风分离器已制定了系列标准,各种型号旋风分离器的尺寸和性能均可从有关资料和手册中查到。

化工中几种常见的旋风分离器:XLT/A型:具有倾斜螺旋面进口,倾斜方向进气可在一定程度上减小涡流的影响,并使气流阻力较低,阻力系数ξ值可取5.0~5.5。

XLP型:XLP型是带有旁路分离室的旋风分离器,采用蜗壳式进气口,其上沿较器体顶盖稍低。

含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。

“旁室”结构能迫使被上旋流带到顶部的细微尘粒聚结并由旁室进入向下旋转的主气流而得以捕集,对5μm以上的尘粒具有较高的分离效果。

根据器体及旁路分离室形状的不同,XLP型又分为A和B两种形式,其阻力系数值可取4.8~5.8。

扩散式:主要特点是具有上小下大的外壳,并在底部装有挡灰盘(又称反射屏)。

挡灰盘a为倒置的漏斗型,顶部中央有孔,下沿与器壁底圈留有缝隙。

沿壁面落下的颗粒经此缝隙降至集尘箱内,而气流主体被挡灰盘隔开,少量进入箱内的气体则经挡灰盘顶部的小孔返回器内,与上升旋流汇合经排气管排出。

挡灰盘有效地防止了已沉下的细粉被气流重新卷起,因而使效率提高,尤其对10μm以下的颗粒,分离效果更为明显。

几种类型旋风机分离器的主要性能列于下表:②旋风分离器的选型选择旋风分离器时,首先应根据具体的分离含尘气体任务,结合各型设备的特点,选定旋风分离器的型式,而后通过计算决定尺寸与个数。

计算的主要依据有:含尘气的体积流量;要求达到的分离效率;允许的压力降。

由上面的计算结果可以看出,在处理气量及压力降相同的条件下,本例中串联四台与并联四台的效率比较接近,但并联时所需的设备尺寸小、投资省。

900 m3/s总风量下不同类型旋风分离器分离效果标准型Δp=ξρu i2/2取Δp=1460Pa,ξ=8.0,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=18.2m/s取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0.33mD=4B B=0.083m入口高度 h=D/2=0.166m处理量= u i Bh=0.25 m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0.27[μD/u i(ρS-ρ)]1/2=4.2μmd/ d50 =1.43查询图(采用实际线)可知,η=0.79两台旋风分离器并联Δp=ξρu i2/2取Δp=1460Pa,ξ=8.0,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=18.2m/s取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0.23mD=4B B=0。

0575m入口高度 h=D/2=0.115m处理量= u i Bh= 0.12m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0.27[μD/u i(ρS-ρ)]1/2=3.5μmd/ d50 =1.71查询图可知,η为0.82四台旋风分离器并联Δp=ξρu i2/2取Δp=1460Pa,ξ=8.0,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=18.2m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0.166mD=4B B=0。

0414m入口高度 h=D/2=0.m处理量= u i Bh= 0.0828m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0.27[μD/u i(ρS-ρ)]1/2=2.9μmd/ d50 =2.07查询图可知,η为0.9XLT/A型一台取Δp=1460Pa,ξ=5.2,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=22.6m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0.297mD=4B B=0.074m入口高度 h=D/2=0.149m处理量= u i Bh=0.249 m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0.27[μD/u i(ρS-ρ)]1/2=3.5μmd/ d50 =1.71查询图可知,η为0.82两台旋风分离器并联取Δp=1460Pa,ξ=5.2,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=22.6m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0.21mD=4B B=0。

0526m入口高度 h=D/2=0.105m处理量= u i Bh= 0。

125m3/s临界粒径d c的颗粒d50=0.27[μD/u i(ρS-ρ)]1/2=3.0μmd/ d50 =2查询图可知,η为0.9四台旋风分离器并联取Δp=1460Pa,ξ=5.2,允许的最大气速:u i=(2Δp/ξρ)1/2=22.6m/s 取d c=6μm,N e=5,进气口宽度hB=Vs/ u i = D2 /8 ,D=0.149mD=4B B=0。

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