新型旋风除尘器分离超细石英砂颗粒的实验研究

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

第 13卷第 2期2013年 4月潍坊学院学报Journal of Weifang UniversityVo1．13 No．2Apr．2013新型旋风除尘器分离超细石英砂颗粒的实验研究刘章勇 ，江津河。

(1．山东中海化工集团有限公司，山东 东营 257200；2．潍坊学院，山东 潍坊 261061)摘 要：采用一种新型的除尘器[ ，其结构不同于常规型除尘器。外筒体自上向下渐扩，含尘气体自进气管进入内筒体后即旋转向上，一些尘土颗粒一出内筒体即被甩至外筒体筒壁获得分离，进入外筒体内的气流在外简体的渐扩段被气流携带而上，由出气管排出，形不成较强内旋流，降低了气流在除尘器内的速度梯度及压降，降低了能耗状况，也大大降低了分离颗粒的夹带几率，提高了对固体颗粒的分离效率。

将内筒为 150mm的除尘器用于超细石英砂颗粒的分离，在入 口风速为26m／s条件下，其切割粒径达到1．4“m 。

关键词：除尘器；渐扩；内旋流中图分类号：TH165； 2 文献标识码：A 文章编号：1671-4288(2013)O2—0056-03现有的旋风除尘器由于内旋流强，常出现较强颗粒夹带现象，即气流将部分获得分离的颗粒重新夹带起，随气流上升至出气管处排出，并且气流在外筒体内速度梯度大，压降大，能耗高，放大效应明显。并且该旋风除尘器只经一次分离除尘，除尘效果不理想。

新型旋风除尘器由于设置了内流道，两次进风，结构相对复杂，但放大效应明显减小，分离效率明显提高(切割粒径可达 1．4～4 m)。可完成对更细颗粒及雾滴的分离，可广泛应用于工业上的气固、液固及气雾的分离，具有广阔的应用前景。

1 新型旋风除尘器的结构与工作原理如图 1所示，新型旋风除尘器的外型与常规型旋风除尘器不同，有两个进气管、两个筒体与渐扩段。新型除尘器外筒体自上向下渐扩，含尘气体自进气管进入内筒体后即旋转向上，一些尘土颗粒一出内简体即被甩至外筒体筒壁获得分离，进入外筒体内的气流在外筒体的渐扩段被气流携带而上，由出气管排出，形不成较强内旋流，降低了气流在除尘器内的速度梯度及压降，降低了能耗状况，也大大降低了分离颗粒的夹带几率_2 ]，外筒体上部还连通有水平设置的副进气管，通过副进气管进行二次进风，使上升中的一些细小颗粒得到第二次离心力，增强颗粒的离心分离能力，进一步提高除尘效果。或排向器外，从而使气固两相得到分离。

该新型旋风分离器的主要优点是：(1)第一进气管气体经内直筒段旋转，甩出固体颗粒后，直接从排气管排出，流动路径较短，对较细固体颗粒扰动小，离心力大，沿径向速度梯度小，具有较强的分离能力。

(2)外筒体上部还连通有水平设置的副进气管，通过副进气管进行二次进风，使上升中的一些细小颗粒得到第二次离心力，增强颗粒的离心分离能力，进一步提高除尘效果。

34图 1 新式旋风分离器简圈1．排气管 2．第二进气管3．筒体 4．内筒 5．第一进气管 6．锥体 7．排灰管(3)含尘气体自第一进气管进入内简体后即旋转向上，一些尘土颗粒一 出内简体即被甩至外简体筒壁获得分离，进入外简体内的气流在外简体的渐扩段被气流携带而上，由出* 收稿 日期：2013—01—13作者简介：刘章勇(1968一)，男，山东广饶人，山东中海化工集团有限公司高级工程师。

一 56 — 第2期 刘章勇，江津河：新型旋风除尘器分离超细石英砂颗粒的实验研究气管排出，形不成较强内旋流，降低了气流在除尘器内的速度梯度及压降，降低了能耗状况，也大大降低了分离颗粒的夹带几率。

2 实验装置与方法实验装置：~5280新型旋风除尘器、鼓风机、流量计、螺旋进料器、U型管压差计，激光粒度分布仪(BT-2002型，丹东百特)。

图2 实验流程图新型旋风除尘器如图2所示：罗茨鼓风机以压力7000Pa将空气输送入管道，气体的流量为 500-2000m。／h，由转子流量计来控制计量，压力由长u型管压差计测得。石英石颗粒由螺旋加料器加入管道内，由空气气流将其分散后吹入主管道，与主管道空气充分混合后，沿新型除尘器的切线人口进入分离器内，在新型分离器内做离心旋转，气一固非均相物系得到分离，分立后的空气由分离器排气管排出，得到分离的石英砂颗粒进入分离器的粉尘收集装置。

3 实验结果与讨论图3显示实验所用石英砂颗粒的粒径分布，粒径 10urn以下的石英砂颗粒体积累计分布为 33．7 ，风速在 20m／s时，新型分离器的分离效率达到 98．8 ，当实验人口风速为 20m／s时，分离后收集的 10urn以下颗粒粒径体积累计分布比石英砂物料颗粒粒径体积累积分布减少了 4．01 ，当风速不断提高的过程，分离效率也不断提高，当进入的风速达到 26m／s时，分离器对 10um以上颗粒的分离效率达到 99 以上。

l0004e-6040200颗粒粒径 ( m)图 3 石英砂颗粒的粒径分布图100989694929O88风速(m／s)图 4 风速与分离效率的关系3．1 风速与分离效率分离效率一风速关系图 4显示，风速范围为 18m／s至 30m／s，风速在 18m／s至 24m／s区间内，新型旋风除尘器的分离效率上升较快，当风速达到 20 m／s以上，随着人口风速的不断提高，除尘器的分离效率并未显著提高，效率随入口风速的上升变化不显著。说明新型旋风除尘器在风速较低情形下，即达到了较高的分离效率，另外，随着风速的提高，气流湍动度加剧，导致流场紊乱，虽然更细颗粒被分离，但有一部分颗一 57 — 潍坊学院学报 2013年 4月粒被卷起带起，跟随气流一起被带出除尘器，影响了分离效率。

3．2 风速与压降风速一压降关系图5显示，新型旋风除尘器的压降较低，与常规旋风除尘器对比，压降只有二分之一左右。当入口气速的不断增大，新型旋风除尘器的压降亦随之上升，新型旋风分离器在风速18m／s至21m／s区间内，其压降迅速上升，风速21m／s之后，压降上升趋缓，表明新型除尘器放大效应较小，在低压下取得良好的分离效果，具有节能效果。

18 2o 22 24 26 28 30图5 风速与压降的关系3．3 除尘器粒级效率O 1O 20 3O 40 50 60 70颗粒直径 ( m)图 6 风速 26m／s时的粒级效率石英砂颗粒中某一粒径d 的颗粒，占全部颗粒的重量频率为 ，净化气中的颗粒内d ，粒径颗粒所占的重量频率为 ，分离出颗粒内此种颗粒所占的重量频率为 ，则粒径d 颗粒的分离效率称为“粒级效率”，写为：r、 f r、 r一 1一苦 一(1一 ) 或 一1一(1一 一 。

式中，C一出口气体内含颗粒浓度，g／Nm。；C 一人口气体内含颗粒浓度，g／Nm3； 分离效率粒级效率图6显示，当风速为 26m／s时，新型除尘器的切割粒径为 1．4 m，颗粒粒径为25 m时，除尘器的分离效率即达到100 ，显示了较好的分离能力。颗粒粒径为一微米左右时，颗粒粒级效率大于后面颗粒的粒级效率，显示了小颗粒与小颗粒之间发生了凝并，凝并为大颗粒，提高了分离效率。

4 结论(1)新型旋风除尘器在入口风速为 20m／s时，其分离效率就高达 98．8 ，表明其分离超细颗粒的能力较强。

(2)在达到较高分离效率的情况，保持了较低的压降(如风速为20m／s时)，从而节省了能量的消耗。

(3)在人口风速 26m／s时，切割粒径达到 1．4fm。表明新型旋风除尘器特别适于细颗粒的分离。

参考文献 ：[1]江津河，郭焕美，闰永美，等．一种旋风除尘器[P]．专利号，CN 20160363 U.

[2]王伟文，王立新，李建隆．环流式旋风除尘器的性~EEJ]．天津大学学报，2004，37(3)：2O7—2l1.

E3])x津河，李建，李建隆．环流式旋风分离器用于超细颗粒分级的实验研究EJ]．潍坊学院院报，2010，10(2)：85—87E4]曾伍兰，王立新，王伟文，等．超细颗粒的旋风除尘口]．环境污染治理技术与设备，2005，6(1)：84—86.

[5]江津河，王伟文，王立新，等．环流式旋风分离器分离超细硅胶颗粒的实验研究[C]／／北京：2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集，2006：121—124.

(责任编辑：刘乃生)一 58 一 ∞ 舳 ∞ ∞ ∞● 一 一斛