旋風(fēng)除塵器的除塵機理與改進措施
旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣體所產(chǎn)生的離心力,，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣固分離裝置,。旋風(fēng)除塵器作為一種常見的氣固分離裝置結(jié)構(gòu)簡單,，在實際應(yīng)用過程中操作,、維護方便,，性能穩(wěn)定,，對含塵氣體的濃度和溫度等因素的變化適應(yīng)性較強,。旋風(fēng)除塵器主要應(yīng)用在工業(yè)除塵,、空氣采樣,、選粉、熱交換等方面,。 在旋風(fēng)除塵器的眾多性能指標中,，壓力損失和分離效率一直為旋風(fēng)除塵器研究者所關(guān)注，在如何提高旋風(fēng)除塵器效率的同時又實現(xiàn)合理的壓力損失,，一直是國內(nèi)外研究者所共同關(guān)注的焦點,。近年來，我國的煙塵排放標準逐漸嚴格,，對大氣中可吸入顆粒物排放標準的控制也日益重視,，這些都體現(xiàn)了提高粉塵顆粒分離效率的重要性。
旋風(fēng)除塵器收集的粉塵是生物質(zhì)熱解后得到的生物炭粉中粒度較小的一部分,。由于機械振動或氣流擾動使一部分粒度較細粉塵混入熱解氣中,，隨氣流進入旋風(fēng)除塵器。經(jīng)旋風(fēng)除塵器將粉塵離心沉降后,，粉塵被排入炭粉收集箱,。經(jīng)旋風(fēng)除塵器收集的炭粉平均粒徑為17.46μm,，粒徑為0.39～30μm的顆粒占總數(shù)的91.29%。幾乎沒有小于0.39μm和大于40.72μm的顆粒,，說明旋風(fēng)除塵器對于粒徑小于0.39μm的纖維性粉塵幾乎不起沉降作用或熱解氣中不含有粒徑小于0.39μm的粉塵,。攜帶氣流中幾乎沒有大于40.72μm的粉塵，說明粒徑大于40.72μm的粉塵不會混入熱解氣流中,，只能由載體-炭粉分離裝置排出,。
鍋爐旋風(fēng)除塵器的分離機理為離心分離，其機理決定了不適用于分離小于5～10μm的顆粒,。粒徑小于10μm的顆粒僅占總量的19.2%,，說明粒徑小的顆粒難于收集，這也是旋風(fēng)除塵器處理生物炭粉除塵率較低的因素之一,。針對邊壁處的二次揚塵問題,，有研究者設(shè)計了一種環(huán)縫氣墊耐磨旋風(fēng)除塵器。該旋風(fēng)除塵器在普通旋風(fēng)除塵器內(nèi)側(cè)設(shè)置環(huán)縫套圈,，粉塵在旋轉(zhuǎn)氣流作用下向邊壁靠近,，然后利用靠近邊壁處的下行氣流將粉塵帶入環(huán)縫，由于環(huán)縫的存在,，不僅可以減少二次揚塵,，而且使高速旋轉(zhuǎn)的上、下灰環(huán)消失,，提高除塵效率,。而對圓錐體部分的揚塵考慮擴散型旋風(fēng)除塵器是最突出。由于它的倒錐體及錐體下部的反射屏,，減少了粉塵返混和灰斗上部的卷吸夾帶,，提高了除塵效率。反射型龍卷風(fēng)除塵器對于錐底的揚塵也有很好的抑制作用,。此外還有旋風(fēng)慣性分離器,，它主要是由于部分凈化氣體通過百葉片之間的間隙排出，從而減少了進入除塵器錐體部分的氣流量,，使錐體尾部的二次返混氣流減弱,，減少了內(nèi)旋氣流帶走的粉塵，提高了除塵效率,。
旋風(fēng)單機除塵器圓錐體的底部是內(nèi)外氣旋的轉(zhuǎn)換區(qū)域,，同時也是已分離粉塵最集中的區(qū)域。圓錐底部氣流的流動屬于紊流,，很明顯在圓錐底部是旋風(fēng)除塵器二次揚塵比較嚴重的地方,，直接關(guān)系到除塵效率。在現(xiàn)有的除塵器中，擴散型旋風(fēng)除塵器和反射型龍卷風(fēng)除塵器針對這一問題進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計上的改進,。但是，由于擴散型旋風(fēng)除塵器底部的反射屏頂端開有通氣孔,，這就為從狹縫進入的部分氣流提供了通路,，從而在已分離粉塵的集中區(qū)仍然存在氣流的流動，流動的氣流會帶走粉塵顆粒(尤其粒徑5~10m),，降低除塵效率,。反射型龍卷風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且擴散型旋風(fēng)除塵器和反射型龍卷風(fēng)除塵器的壓力損失都較大,。
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