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发布：常州市彬达干燥制粒设备有限公司
旋风除尘器与其他除尘器相比,具有结构简单、造价低廉、没有活动部件、维护保养方便、可以捕集干灰、便于粉料回收等优点因此是环保及工业生产流程中必不可少的设备,在净化排气或粉粒物料的捕集分离中得到广泛应用(除尘器或分离器)。 旋风除尘器的效率和阻力损失是衡量除尘器性能优劣的重要指标。除尘效率衡量除尘器清除气流中粉尘的能力,阻力损失衡量除 尘设备的耗能和运转费用,两者既矛盾,又相互制约。往往除尘效率比较高时,阻力损失却比较大;而阻力损失比较低时,除尘效率 却又达不到要求。为了解决这一矛盾,虽已有很多学者做了大量的理论及实验方面研究工作,但仍有必要继续加以多方面的、深入的研究。 对常规切流反转式旋风除尘器以及安装有导向板的旋风除尘器的效率和阻力损失随入口气流速度的变化进行着重研究,以期提高除尘效率、降低阻力。并对两者与入口粒相浓度之间的变化关系进行了实验研究,为节能增效提供依据。
1 实验装置及实验方法 实验装置及实验方法见文献[1]。实验对象为常规旋风除尘器,安装方形导向板除尘器和安装弧形导向板除尘器.
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入口浓度/(g/m3)
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阻力损失/Pa
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除尘效率/％
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167
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219.6
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77
|
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190
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200．0
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84
|
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261
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186．3
|
97
|
|
269
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194．1
|
94
|
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345
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180．4
|
98
|
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658
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194．1
|
74
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1—常规.纯气流2—常规.含尘气流
3—4号方.纯气流4—4号方.含尘气流5—Ⅳ号弧.纯气流6—Ⅳ号弧.含尘气流
图1入口速度和阻力损失的关系
1—常规除尘器2—加4号方形板除尘器
3—加Ⅳ号弧形板除尘器
图2入口速度和除尘效率的关系
2 实验结果及分析 (1)入口气流速度对阻力损失的影响 分别对含尘气流和纯气流的阻力损失进行测量,所得结果见图1。由图可以看出,无论是安装方形导向板还是弧形导向板,除尘器阻力损失都有大幅度降低。这是由于导向板抑制了入口气流膨胀造成的压缩流现象,从而降低了阻力损失。 由图1还可以看出,在相同入口气流速度的情况下,含尘气流的阻力损失比纯气流的阻力损失小。这是固相颗粒对气相流场反作用的表现。由于固相颗粒的存在,削弱了气流的旋转,导致因气流旋转而产生的能量消耗减少,故而总的阻力损失减少。由此可见固相浓度对阻力损失会有一定的影响。 (2)入口气流速度对除尘效率的影响 改变入口速度分别测得三种除尘器的效率,结果见图2和表1。由图2可知,对于常规除尘器,当入口气流速度较小时,除尘效率随流速的增加而迅速增加.当入口速度达到10m/s后,效率的提高比较缓慢,甚至再增加流速时,除尘效率反而有降低趋势。这是由于含尘气流由切向进入旋风除尘器后,气流由直线运动变为圆周运动,旋转速度随进口气流速度的增加而增加。旋转速度的提高,使粉尘受到的离心力增大,从而使除尘效率增加。但当速度太高时,由于紊流增加和尘粒反弹等因素造成的二次扬尘也增加，反而使效率降低。 由图2还可以看出,曲线2和曲线3均和曲线1有一个相交点。即:安装了方形或弧形导向板后,当入口速度较低时,除尘效率比常规除尘器低;但当气流速度高过相交点速度时,除尘效率反倒超过了常规除尘器。尤其是IV号弧形导向板,使效率提高得更快。这是由于导向板的存在抑制了环形空间中涡旋的形成,而旋风除尘器是依靠气流的旋转使粒子分离出去的,所以在入口流速比较低时,致使除尘效率降低,带来负面影响;但当入口流速比较高时,导向板抑制了流股混合后引起的紊流,妨碍了涡旋的形成,从而减少了二次扬尘,致使除尘效率提高。综合除尘效率和阻力损失两方面,可以得知,安装弧形导向板既能降低除尘器阻力,又不降低除尘效率。
表1入口速度和除尘效率实验结果
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编号
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入口速度/Vi(m/s)
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除尘效率η/％
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透过率Pd/％
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常规
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1
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5.91
|
68
|
32
|
|
2
|
6.32
|
74
|
26
|
|
3
|
6.32
|
78
|
22
|
|
4
|
7.07
|
84
|
16
|
|
5
|
8.94
|
87
|
13
|
|
6
|
11.82
|
94
|
6
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|
4号方
|
1
|
5.47
|
60
|
40
|
|
2
|
5.91
|
63
|
37
|
|
3
|
6.70
|
66
|
34
|
|
4
|
9.74
|
84
|
16
|
|
5
|
11.17
|
90
|
10
|
|
6
|
12.03
|
94
|
6
|
|
Ⅳ号弧
|
1
|
5.00
|
54
|
46
|
|
2
|
5.91
|
64
|
36
|
|
3
|
6.32
|
68
|
32
|
|
4
|
6.70
|
80
|
20
|
|
5
|
7.41
|
84
|
16
|
|
6
|
8.06
|
82
|
18
|
|
7
|
9.74
|
87
|
13
|
|
8
|
10.95
|
92
|
8
|
|
9
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11.61
|
96
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4
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运用最小二乘法将表1的实验数据进行回归,得常规除尘器和IV号弧形导向板除尘器除尘效率的回归准则式:
常规:η=1－Pd=1－exp[－0.1665Vi1.1551] (1)
IV号板:η=1－Pd=1－exp[－0.0758Vi1.5017] (2)
其中:Pd—除尘器透过率,％;
Vi—入口气流速度,m/s。
式(1)的相关系数γ=0.9562,大于其临界值0.917,所建立的方程是显著的。式(2)的相关系数γ=0.9637,大于其临界值0.798,所建立的方程也是显著的。由此采用式(1)、(2)便可计算出相应除尘器在各入口流速下的除尘效率,也可计算出两曲线的相交点速度Vic:
1－exp[－0.1665Vic1.1551]=1－exp[－0.0758Vic1.5017]
Vic=9.68m/s
所以可知,当气流入口速度小于9.68m/s时,安装IV号弧形导向板后,除尘效率会降低;当气流入口速度大于9.68m/s时,安装IV号弧形导向板后,除尘效率会升高。所以应保证这类旋风除尘器在ViVic的情况下工作。 (3)入口粒相浓度对常规除尘器阻力损失的影响 改变入口处含尘气流的浓度,常规除尘器的阻力损失和除尘效率均会发生变化。实验结果见图3和表2。
入口粒相浓度/(g/m3)
1—除尘效率2—阻力损失
图3常规除尘器性能和入口粒相浓度的关系
表2常规除尘器性能和入口浓度的实验结果
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