【文章內容簡介】 耗大大增加。因此，在設計旋風除塵器的進口截面時，必須使進口氣速為一適宜值。這樣既保證旋風的除塵效率，又考慮到能量的消耗。其次，進口氣速過大，也會加速旋風除塵器本體的磨損，降低旋風除塵器的使用壽命。一般取進口氣速為10～25m/s，最好不超過35m/s。（2）氣體流量氣體流量Q對總除塵效率的影響可近似用下式估算： （26）式中 、──分別為條件、情況下的總除塵效率，%； 、──分別為條件、情況下的氣體體積流量，m3/s。氣體流量變化時，分級除塵效率的修正，可在分級除塵效率曲線中，根據(jù)等除塵效率原則，按需求分級除塵效率曲線上的粒徑等于給定曲線的粒徑乘，從而得到需求的新的分級效率曲線。、黏度、壓力和溫度氣體的密度對除塵效率的影響可以在臨界粒徑計算公式中得以表明，即氣體密度越大，臨界粒徑亦越大，故除塵效率下降。但是，氣體的密度和固體密度相比，特別是在低壓下幾乎可以忽略。所以，其對除塵效率的影響較之固體密度來說，也可以忽略不計。通常溫度越高，旋風除塵器壓力損失越小；氣體密度增加，壓力損失也增加。黏度的影響在計算除塵器壓力損失時常忽略不計。但從臨界粒徑的計算公式中知道，臨界粒徑與黏度的平方根成正比。所以除塵效率是隨著氣體的黏度的增加而降低。由于溫度升高，氣體黏度增加，當進口氣速等條件保持不變時，除塵效率也略有降低。氣體流量為常數(shù)時，黏度對除塵效率的影響可按下式近似計算： （27） 式中 、──分別為條件、條件下的總除塵效率，%； 、──分別為條件、條件下的氣體黏度，kg?s/m2。需求分級除塵效率曲線上的粒徑等于給定曲線的粒徑乘，從而得到新的分級除塵效率曲線。氣體黏度變化，直接與溫度的改變有關，因此必將引起實際流量的變化。所以在修正黏度時還需對氣體流量加以修正。旋風除塵器的除塵效率，隨粉塵濃度增加而提高。這是因為含塵濃度大時，粉塵的凝聚與團聚性能提高，使較小的塵粒凝聚在一起而被捕集。另外，在含塵濃度大時，大顆粒向器壁移動產(chǎn)生一個空氣曳力，也會將小顆粒夾帶至器壁而被分離。大顆粒對小顆粒的撞擊也使小顆粒有可能被捕集。但值得注意的是，含塵濃度增加后除塵效率雖有提高，可是排氣管排出之粉塵的絕對量也會大大增加?？偝龎m效率隨含塵濃度的變化可用式（28）估算。 （28） 式中 、──分別為、條件下的含塵濃度，g/m3(標)。粉塵濃度對旋風除塵器的壓力損失有影響。處理含塵氣體的壓力損失要比處理清潔空氣時小，當進口塵濃度為1～2g/m3(標)時，壓力損失可以降低到近清潔氣體的60%。塵濃增至2～50g/m3(標)時，壓力損失下降緩慢，但在濃度超過50g/m3(標)時，壓力損失又迅速下降。這是因為氣體中即使含有少量顆粒，也會使氣體的內摩擦力增加。由于分離到器壁的顆粒產(chǎn)生摩擦，使旋流速度降低，減小了離心力。因而，壓力損失也就下降。含塵濃度變化對壓力損失的影響，近似表示為： （29）式中 ──含塵氣體的壓力損失，Pa； ──清潔氣體的壓力損失，Pa； ──進口的粉塵濃度，g/m3(標)。（三）固體粉塵的物理性質固體粉塵的物理性質主要指顆粒大小、密度與粉塵的粒級分布。關于粉塵的粒級分布與旋風除塵器的分級除塵效率關系，見分級除塵效率計算。（即粒徑）對旋風除塵器性能影響較大粒徑的顆粒在旋風除塵器中會產(chǎn)生較大的離心力，有利于分離。所以，在粉塵篩分組成中，凡大顆粒所占有的百分數(shù)越大，總除塵效率越高。粉塵單顆粒密度對除塵效率有著重要的影響。臨界粒徑計算式中，或和顆粒密度的平方根成反比，越大，或越小，除塵效率也越高。它們的關系是：由上式所得的結果，按等除塵效率原則，在給定分級除塵效率曲線上做圖，即可求得新的分級除塵效率曲線。影響旋風除塵器性能的因素，除上述外，除塵器內壁粗糙度也會影響旋風除塵器的性能。濃縮在壁面附近的粉塵微粒，可因粗糙的表面引起旋流，使一些粉塵微粒被拋入上升的氣流，進入排氣管，降低了除塵效率。所以在旋風除塵器的設計中應避免沒有打光的焊縫，粗劣的法蘭連接點，設計不當?shù)倪M口等。旋風除塵器軸心處具有很高的負壓，所以此處的泄漏程度對除塵效率有著一定的影響。在旋風除塵器設計時，應考慮排灰口及料腿的密封。另外，氣體的濕度（含濕量）過大將會引起粉塵黏壁，甚至堵塞。以致大大的降低旋風除塵器的性能。3 除塵器結構設計計算 選擇旋風除塵器的型式 旋風除塵器的分類旋風除塵器的種類繁多，分類方法也各有不同。（1）按其性能分類：可分類為高效旋風除塵器。其筒體直徑較小，用來分離較細的粉塵，除塵效率在95%以上；高流量旋風除塵器。筒體直徑較大，用于處理很大的氣體流量，其除塵效率為50～80%；介于上述兩者之間的通用旋風除塵器。用于處理適當?shù)闹械葰怏w流量，其除塵效率為80～95%。（2）按結構型式分類，可分為長錐體、圓筒體、擴散式、旁通型。（3）按組合、安裝情況分為內旋風除塵器（安裝在反應器或其他設備內部）、外旋風除塵器、立式與臥式以及單筒與多管旋風除塵器。（4）按氣流導入情況分類，可分為切向導入或軸向導入，氣流進入旋風除塵器后的流動路線──反轉、直流，以及帶二次風的形式，可概括地分為以下幾種。①切流反轉式旋風除塵器這是旋風除塵器最常用的型式。含塵氣體由筒體的側面沿切線方向導入。氣流在圓筒部旋轉向下，進入錐體，到達錐體的端點前反轉向上。清潔氣流經(jīng)排氣管排出旋風除塵器。根據(jù)不同的進口型式又可以分為蝸殼進口、螺旋面進口、狹縫進口。為提高捕集能力，把排出氣體中含塵濃度較高的氣體以二次風形式引出后，經(jīng)風機再重復導入旋風除塵器內。這種狹逢進口的旋風除塵器，按二次風引入的方式又可分為切流二次風和軸流二次風。②軸流式旋風除塵器軸流式旋風除塵器是利用導流葉片使氣流在旋風除塵器內旋轉。除塵效率比切流式旋風除塵器低，但處理流量較大。根據(jù)氣體在旋風除塵器內的流動情況分為軸流反轉式、軸流直流式。軸流直流式的壓力損失最小，尤其適用于動力消耗不宜過大的地方，但除塵效率較低。它同樣可以把排出氣體含塵濃度較大部分（或干凈氣體）以二次風的形式再導回旋風除塵器內，以提高除塵效率，此即成為龍卷風除塵器。龍卷風除塵器按二次風導入的形式可分為切流二次風和軸流二次風。 旋風除塵器的選用旋風除塵器的性能包括有三個技術性能（處理風量、壓力損失、及除塵效率）和三個經(jīng)濟指標（基建投資和運轉管理費、占地面積、使用壽命）。在評價及選擇旋風除塵器時，需全面考慮這些因素。理想的旋風除塵器必須在技術上能滿足工藝生產(chǎn)及環(huán)境保護對氣體含塵的要求，在經(jīng)濟上是最合算的。在具體設計選擇型式時，要結合生產(chǎn)實際（氣體含塵情況、粉塵的性質、粒度組成），參考國內外類似工廠的實踐經(jīng)驗和先進技術，全面考慮，處理好三個技術性能指標的關系。例如，在含塵濃度較高的化工生產(chǎn)，諸如像流態(tài)化反應、氣流輸送等，對于回收昂貴的細顆粒催化劑或其他產(chǎn)品，只要動力允許，提高捕集效率η則是主要的。而對于分離顆粒較大的粗粉塵，就不需采用高效旋風除塵器，以免帶來較大的動力損耗。計技術要求1． 處理氣量Q：2600m3/h；2． 空氣密度ρ：；3． 粉塵密度ρc：1960kg/m3；4． 空氣黏度μ：ⅹ。 確定旋風除塵器進口速度一般情況下，進口的風速范圍是10～25m/s，風速過大會增大壓力損失，但是過低的話會大大降低除塵效率。所以，根據(jù)推薦：取=22m/s 確定旋風除塵器的幾何尺寸（圖8）圖8旋風除塵器的幾何尺寸 由于矩形的進口管其整個高度均與筒壁相切，而圓形進口管與旋風除塵器器壁只有一點相切，所以矩形的進口比圓形更加優(yōu)越，故將旋風除塵器的進口設計成為矩形，即高為，寬度為，另外，由于整個旋風除塵器的要求處理風量為2600m3/h，所以將旋風除塵器單體的處理風量定為1300m3/h，則 （1）進口面積=*=1300/(3600*22)= 根據(jù)比例關系，取，得到 ==180mm， ==90mm即旋風除塵器單體的高度為180mm，寬度為90mm。 （2） 筒體尺寸根據(jù)比例關系，取=，則=4==360mm筒體長度h，取h=，則 h=360*=540mm （3）椎體尺寸椎體長度Hh，取Hh=，則Hh=2*360=720mm排灰口直徑，取=，則=*360=90mm（4） 出口管直徑和插入深度 取出口管直徑=，則=*360=180mm 取插入深度=，則=*360=252mm由于含塵氣體通過圓形氣體輸送管道進入過渡管，然后再進入到除塵器進口，所以進口過渡管設計為一端為圓形一端為矩形：取定氣體輸送管道中的速度為15m/s，對于圓形管道的氣體流量計算公式為： （31） 對于矩形管道的氣體流量計算公式為： （ 32） 式中： ──氣體流量，m3/h； ──圓形管道的內徑，m。、──矩形管道的邊長，m； ──管道內的氣體流速，m/s 。因為進口過渡管與兩個旋風除塵器單體并排向連接，所以矩形那端的面積為兩個進口面積之和，即為2=2*180*90，而且現(xiàn)在已經(jīng)確定了氣流進入到了旋風除塵器進口的速度為22m/s，另外在進入到進口過渡管之前，即在氣流輸送管道中的速度為15m/s，又進入到進口過度管與流出的氣體的流量是相等的，所以可以得到下列關系： 3600****15=3600*2***22由此等式可以求得=246mm 進口過渡管的圓形端的直徑為246 mm取其長度為260mm。具體尺寸如圖9所示：圖9進口過渡管的基本尺寸由于兩個旋風除塵器單體并聯(lián)然后接到風量匯集箱，而每個旋風除塵器的出口管直徑為均180，且兩個旋風除塵器是并排放置，所以將風量匯集箱的尺寸定為如圖10所示：圖10風量匯集箱的基本尺寸其中，風箱上、下蓋的形狀為矩形與半圓的組成，半圓所在圓的半徑R為360mm風箱總長度為600mm，寬度為720 mm,體高度為200mm。 計算出口過渡管的尺寸因為氣流從風量匯集箱經(jīng)出口過渡管后進入到圓形的氣流輸送管道，所以把出口過渡管設計成一端為矩形，另外一端為圓形，且與輸送管道連接的那端的直徑可以適當?shù)脑O計大點有助于氣流的輸送。根據(jù)風量匯集箱的尺寸，將出口過渡管的尺寸定為如圖11所示： 圖11出口過渡管的基本尺寸其中，與風量匯集箱連接的矩形那端的尺寸為：長為720 mm寬為200mm；而與氣流輸送管道連接的那端圓形直徑為400mm。 計算灰斗的尺寸因為兩并排放置的單筒旋風除塵器的筒徑均為360 mm,以將灰斗的尺寸設計如12圖所示：圖12灰斗的基本尺寸其中，蓋板直徑為720mm，厚度為10mm，錐體高度為600mm，圓筒直徑600mm，高度為80mm，支承角鐵直徑為640mm，厚度為20m