CN102553732A - 回流循环旋风分离器 - Google Patents
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Abstract
一种回流循环旋风分离器，包括主体外壳，其主体外壳包括上部圆筒体、顶盖板、和下部倒圆锥筒体，回流口切向安装在圆筒体上端，主进气口切向安装在圆筒体中部，排气芯管安装在顶盖板中间并伸入圆筒体内，气体出口安装在排气芯管上面，抽气口在排气芯管的侧面顶端，排灰口设在倒圆锥筒体的下端，排灰口下端与灰仓连接，抽气口经管路和风机与回流口形成回流循环连接。本发明放大效应小，压降低，有效消除了进口附近二次流对分离性能的不利影响，可彻底分离大于3微米颗粒，小于3微米颗粒的分离效率大于98%，可替代布袋和静电除尘器用于含尘气体的末端除尘。
Description
技术领域
本发明属于旋风分离器技术领域，特别是涉及一种回流循环旋风分离器。
背景技术
传统旋风分离器通常只有一个进口，普遍存在三个无法克服的问题：进口附近的二次流，主分离区的湍流扩散和锥体底部的粉尘返混，这些因素导致现有旋风分离器普遍不能彻底分离微米及亚微米颗粒。
通过数值模拟与实验研究，发现传统旋风分离器将进口设在筒体顶端是导致分离效率低及放大效应大的主要原因。将进口设在筒体顶端会引起两种不利后果：其一，二次流会导致部分11~15mm颗粒短路逃逸；其二，壁面附近的低速气体由于动能损耗较大，在后续的旋转过程中，过早进入内旋流经由排气管排出，并夹带部分小于8微米颗粒逃逸。因此，无论怎样改进现有设备，只要此问题不解决，新设备的分离效率一定不会获得突破性提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要克服上述缺点和不足，提供一种回流循环旋风分离器，通过将主进气口设置在筒体中部，彻底消除因进气口设在筒体顶端带来的不利影响，提高微米及亚微米颗粒的除尘效率，取代布袋和静电除尘器，用于含尘气体的末端除尘。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种回流循环旋风分离器，其特征在于，其包括主体外壳，主体外壳包括上部圆筒体、固定在上部圆筒体上面的顶盖板、固定在上部圆筒体下端的倒圆锥筒体，回流口和主进气口切向安装在圆筒体侧面，排气芯管安装在顶盖板中间并伸入圆筒体内，气体出口安装在排气芯管上面，抽气口切向安装在在排气芯管的侧面顶端，排灰口设在倒圆锥筒体的底部，排灰口下端与灰仓连接，抽气口经管路和风机与回流口形成回流循环连接。
回流口安装在圆筒体的侧面顶端，主进气口安装在圆筒体的侧面中部。
排气芯管的形状呈圆筒形，排气芯管与主壳体同轴。
本发明的原理是：工作时，含尘气体经主进气口切向进入旋风分离器中部，在上部回流气流的挤压和剪切作用下，沿器壁旋转向下流动。在离心力场的作用下，颗粒逐渐沉积到壁面，并跟随气流旋转向下至排灰口，与气流实现一次分离。旋转向下的气体在到达锥体部分后，逐渐反转向上进入内旋流，并继续旋转进入中心排气芯管，其中夹带的少量细颗粒在离心力的作用下向排气芯管壁面富集，经由抽气口、管路、风机和回流口随气流循环进入旋风分离器筒体顶部，沿壁面再次旋转向下，被二次分离至壁面，并随气流旋转向下与主进气口气流中的颗粒合并，进而得到分离。分离后的干净气体经由顶部的气体出口排出器外。分离至壁面处的颗粒聚集成灰束，由排灰口排至灰仓中。
本发明的积极进步效果在于：本发明回流循环旋风分离器（Reflux Circulation Cyclone Separator）在回流气体流速略大于主进气口气体流速时，可完全消除主进气口附近的二次流。在主进气口一次分离过程中，即可将大于3微米颗粒的分离效率提高至大于99.9%，小于3微米颗粒的分离效率提高至96%。经过排气芯管浓缩和循环进入回流口二次分离后，可将小于3微米颗粒的分离效率提高至98%以上。本发明具有压降低，放大效应小的特点，可以替代布袋和静电除尘器用于含尘气体的末端除尘，在各类工业领域具有极为广泛的用途。
附图说明
图1为本发明回流循环旋风分离器的结构示意图。
图2为沿图1的A-A剖视示意图。
图3为沿图1的B-B剖视示意图。
图4为沿图1的C-C剖视示意图。
具体实施方式
一种回流循环旋风分离器，如图1至图4所示。它包括主体外壳。主体外壳包括上部圆筒体1、固定在上部圆筒体1上面的顶盖板2、固定在上部圆筒体1下端的下部倒圆锥筒体3。排气芯管4安装在顶盖板2中间并伸入上部圆筒体1内。气体出口5安装在排气芯管4的上面中间。抽气口6切向安装在排气芯管4的侧面顶端。回流口7切向安装在圆筒体1的侧面顶端。主进气口8切向安装在圆筒壳体1的侧面中部。排灰口9设在倒圆锥筒体3的底部，排灰口9下端与灰仓10连接。抽气口6经管路11和风机12与回流口7形成回流循环连接。
本实施例能有效分离微米、亚微米级颗粒。设备直径为0.25m，进口气体流速为20m/s时，压降为1930Pa。对于密度为2638kg/m3、粒度分布如表1所示的石英砂粉体物料，总分离效率大于99.5%，大于3mm颗粒的分离效率大于99.9%，小于3mm颗粒的分离效率大于98%。回流循环旋风分离器避免了主进气口气流与顶盖板内壁面、中心排气芯管外壁面接触，有效消除了进口附近的二次流，使得旋风分离器的分离性能获得了质的突破，性能接近于工业布袋及静电除尘器。同时，回流循环旋风分离器具有放大效应小的特点，这对工业应用极为有利。
表1 石英砂粉体原料粒径累积分布
| 粒径/mm | 0.1 | 3.0 | 5.0 | 10.0 | 20.0 | 30.0 | 36.0 |
| 体积累积分布/% | 1.0 | 31.2 | 38.4 | 63.2 | 92.8 | 98.9 | 100 |
在很多工业应用场合，特别是高温、高湿等场合，布袋与静电除尘器存在维护性难题。回流循环旋风分离器以其结构简单、操作简单，易维护等特点，在化工、钢铁、矿业、水泥、火电等行业存在广泛的应用前景。
Claims (2)
1.一种回流循环旋风分离器，其特征在于，其包括主体外壳，主体外壳包括上部圆筒体、固定在上部圆筒体上面的顶盖板、固定在上部圆筒体下端的倒圆锥筒体，回流口和主进气口切向安装在上部圆筒体侧面，排气芯管安装在顶盖板中间并伸入上部圆筒体内，气体出口安装在排气芯管上面，抽气口切向安装在在排气芯管的侧面顶端，排灰口设在倒圆锥筒体的底部，排灰口下端与灰仓连接，抽气口经管路和风机与回流口形成回流循环连接。
2.如权利要求1所述的回流循环旋风分离器，其特征在于，所述回流口安装在上部圆筒体的侧面顶端，主进气口安装在上部圆筒体的侧面中部。
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