第十二讲旋风分离器的设计和非标设计方法.pdfVIP

第十二讲 旋风分离器的设计和非标设计方法 旋风分离器是对流干燥系统的重要组成部分。我们对此必须要足够地重视， 有一些失败的对流干燥系统， 不是干燥器设计不合理， 而是旋风分离器设计或选 用不合理。 在气流干燥和旋转闪蒸干燥系统中，有 80 ～90% 的产品是通过旋风分离器 回收的，只有 10～20% 的产品是通过布袋除尘器回收的。 如果旋风分离器‘失灵’， 大量的产品就‘拥挤’到布袋除尘器中，增加布袋除尘器的阻力，造成风机风压不 够，以致干燥系统‘瘫痪’。 在喷雾干燥系统中， 对于喷雾干燥塔底部作为主要回收产品的系统来说， 也 有将近 30% 的产品要通过旋风分离器回收；对于喷雾干燥塔底部不收集产品的 系统（如中药浸膏喷雾干燥系统） ，就有全部或 85% 以上的产品要通过旋风分离 器收集。 对于振动流化床干燥系统和转筒干燥系统也有 5 ～10% 的细微颗粒要通过 旋风分离器回收。 一、旋风分离器的结构和工作原理： （一）、旋风分离器的结构： 一般来说，旋风分离器由进风管，直筒，锥形筒，排灰管，锁风阀和排风 管组成 (见图 1)。 （二）、工作原理： 当含尘气流以 14～22m/s 速度由进风管进入旋风分离器时，气流将由直 线运动变为圆周运动。旋转气流的绝大部分沿直圆筒的内壁呈螺旋形向下， 1 朝锥形筒体运动。通常称此气流为‘外旋气流’。含尘气流在旋转过程中产生 离心力，将重度大于气体的尘粒甩向筒内壁。 尘粒一旦与筒壁接触， 便失去 惯性力， 而靠入口速度的动量和向下的重力沿壁面下落， 进入排灰管。 旋转 下降的外旋气流在到达锥体时， 因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。 根据 ‘旋转矩’不变原理，其切向速度不断提高。 当气流到达锥体下端某一位置时， 即以同样的旋转方向从旋风分离器中部，由下反转而上，继续作螺旋运动， 即为‘内旋气流’。最后净化气体经排风内管排出器外 ,一部分未被捕获的尘粒 也由此随排风排出旋风分离器。 自进气管流入的另一小部分气体， 则向旋风分离器顶盖流动， 然后沿排气 管外侧向下流动。 当到达排气管下端时， 即反转向上随上升的中心气流 （内 旋气流）一同从排气管排出。 分散在这一部分上旋气流中的尘粒也随同被带 走。 二、旋风分离器的内部气流分布简介和旋风分离器的特点 : 由于旋风分离器的分离 ,捕集过程是一种极为复杂的三维 ,二相湍流运动 ,致 使理论与实验研究十分困难。 .另外 ,设备的结构不同 ,几何尺寸的不一 ,尤其是气 — 固两相本身物理性质的差异 ,操作条件的变化等等因素 ,都对旋风分离器的主 要性能 效率 ,压力损失有显著的影响 .因此 ,至今仍无法全面掌握它们运动的 内在规律 ,更不能从理论上建立一套完整的成熟的数学模型。我们在这里仅介 绍与我们有关旋风分离器的定性和半定量的知识。 （一）、旋风分离器的内部气流分布简介： 1．气流在旋风分离器内是复杂的三维运动，器内任一点上都有切向、径 向和轴向速度，其中切向速度对分离性能和压力损失影响最大。在旋风分 2 离器内，切向速度和压力分布在同一水平面，各点的切向速度由器壁向中