除尘旋风直流器

1.工作原理

含尘气体从入口进入导流叶片，由于叶片导流作用气体做快速旋转运动。含尘旋转气流在离心力的作用下，气流中的粉尘被抛到除尘器外圈直至器壁中心，干净气体从排气管排出，粉尘集中到卸灰装置卸下。直流式旋风除尘器可以水平使用，阻力损失相对较低，配置灵活方便，使用范围较广。

2.构造特点

直流式旋风除尘器是为解决旋风除尘器内被分离出来的灰尘可能被旋转上升的气流带走而设计的。在这种除尘器中，绕轴旋转的气流只是朝一个方向做轴向移动。它包括四部分：①筒体，一般为圆筒形；②人口，包含产生气体旋转运动的导流叶片组成；③出口，把净化后的气体和旋转的灰尘分开；④灰尘排放装置。直流式旋风除尘器内气流旋转形状。

（1）除尘器筒体 筒体形状一般只是直径和长度有所变化。其直径比较小的，除尘效率要高一些。但直径太小，则有被灰尘堵塞的可能，筒体短的除尘器中，灰尘分离的时间可能不够，而长的除尘器会损失涡旋的能量增加气流的紊乱度，以致除尘效率降低。直流式旋风除尘器各部分尺寸与本体直径之比。

（2）入口形式 直流式旋风除尘器的入口形式多是绕穀安装固定的导向叶片使气体产生旋转运动。入口形式有各种不同的设计，（a）、（b）、（d）、（f）应用较多，叶片与轴线呈45°，只是叶片形式不同而已，（c）、（e）入口形式较少应用。（h）比较特殊，它有一个短而粗的形状异常的穀，以限制叶片部分的面积，从而增加气体速度对灰尘的离心力；灰尘则由于旋转所产生的相对运动而分离。（i）的入口前有一个圆锥形凸出物，使涡旋运动在入口前就开始。同普通旋风除尘器雷同，它不用导流叶片而用切向入口来造成强烈旋转，目的在于使大粒子以小的角度和壁碰撞，结果只是沿着壁面弹跳，而不是从壁面弹回，因而可以提高捕集大粒子的效率。（k）与旋流除尘器近似，它是环绕人口周围按一定间隔排列许多喷嘴1，用一个风机向环形风管2供给气体，再经过这些喷嘴喷射出来，使进入旋风除尘器的含尘气体3处旋转。来自二次系统的再循环气体经过交叉管道4在5处轴向喷射出来。

（3）出口形式所示是气体和灰尘出口的几种形式。（a）、（b）、（c）是最常用的排气和排灰形式，都是从中间排出干净气体，从整个圆周排出灰尘。（d）在末端设环形挡板，用以限制气体，让它从中央区域排出，阻止灰尘漏进洁净气体出口，灰尘只从圆周的两个敞口排出去。（e）的排气管带有几乎封闭了环形空间的法兰，它只容许灰尘经过周围条缝出去。（f）则用法兰完全封住环形空间，灰尘经一条缝外逸。对除尘器管体和干净气体排出管之间的环形空间的宽度和长度，差别很大，除尘器的宽度从0.1D。到0.2D.或更大，长度从0.1D。到0.6D。再到1.3D。。

（4）粉尘排出方式 从气体中分离出来的灰尘的排出方式，有三种方法可以利用：①没有气体循环；②部分循环；③全部循环。第一种方法没有二次气流，从除尘器中出来的灰尘在重力作用下进入灰斗，简单实用，优点明显。从洁净气体排出管的开始端到灰尘离开除尘器的通道必须短，而且不能太窄，以免被沉降的灰尘堵塞。

第二种方法是从每个除尘器中吸走一部分气体，粗粒尘在重力作用下落入灰斗，而较细的灰尘则随同抽出的气体经管道至第二级除尘器。这种方法可以增加除尘效率。

第三种方法是把全部灰尘随同气体一起吸入第二级除尘器。这种方法不用灰斗，而是从设备底部吸二次气流；再回到直流式除尘器组后面的主管道内。循环气体系统的优点在于一次系统和二次系统的总效率比不用二次系统时高，而功率消耗增加不多，这是因为只有总气量的一小部分进入二次气路，虽然压力损失可能大，但风量小，用小功率风机就可以输送。也有用其他方法来产生二次气流的。例如（b）叶片后面，在除尘器筒体上有若干条缝 S把气体从周围空间引入除尘器，从而在排尘口产生相应的气体外流。再（g）在叶片毅中心有一根管子（图中用虚线表示），依靠这一点和除尘周围的压差提供二次系统所需的压头，使气体经过这根管子流入除尘器。

3. 性能计算

（1）影响性能的因素

①负荷。直流式除尘器和回流式除尘器相比，它的除尘效率受气体流量变化的影响轻，对负荷的适应性比后者好。当气体流量下降到效果最佳流量的 50%时，除尘效率下降5%；上升到最佳流量的125%时，效率几乎不变。压力损失和流量大致成平方关系。

②叶片角度和高度。除尘器导流叶片设计是直流式旋风除尘器的关键环节之一，其最佳角度似乎是和气流最初的方向成45°，因为把角度从35°增加到45°，除尘效率有显著提高，再多倾斜5°，对效率就无影响，而阻力却有所增加。如果把叶片高度降低（从叶片根部起沿径向方向到顶部的距离），由于环形空间变窄，以致速度增加，而使离心力加大，效率提高。

③排尘环形空间的宽度。除尘效率随着排气管直径的缩小，或者说随着环形空间的加宽而提高。除尘效率的提高，是因为在除尘器截面上从轴心到周围存在着灰尘浓度梯度，也就是靠近轴心的气体比较干净；另一方面，靠近壁面运动的气体，在进入洁净气体排出管时在环形空间人口处形成灰尘的惯性分离，如果环形空间比较宽，气体的径向运动更显著，这种惯性分离就更有效。从排尘口抽气有提高除尘效率的作用，而且对细粒子的作用比对粗粒子大。

(2）分离粒径 设气流经过人口部分的导流叶片时为绝热过程，在分离室中（出口侧）气体的压力p、温度T和体积Q（用角标c表示）可以根据叶片前面的原始状况（用角标i表示）来计算。