CN107282322A - 一种内置导流叶片的高效旋风除尘器 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有旋风除尘器存在的不足，提出了一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，该装置主要包括筒体1、锥体2、进气口3、排气管4、排气口5、排灰口6、导流叶片7、环体8。本发明结合旋风除尘器自身的工作特点，通过在旋风除尘器内排气管下端的内外旋气流交界面或其附近，沿气流旋转运动方向安装导流叶片，来进一步对内旋气流中的颗粒进行分离，从而提高旋风除尘器除尘效率。该装置具有结构简单、安装方便、运行高效节能等优点。

Description

一种内置导流叶片的高效旋风除尘器

技术领域

本发明涉及旋风除尘器领域，具体涉及的是一种用于提高旋风除尘器除尘效率的装置。

背景技术

人类在生产和生活的过程中，需要一个清洁的空气环境。但是许多生产过程(如水泥、有色金属冶炼、铸造等)都会散发大量颗粒物，如果任意向大气排放，将污染大气，危害人类身体健康。加之21世纪以来，环境污染问题愈演愈烈，空气污染成为目前亟待解决的问题之一，尤其是粉尘中的可入肺颗粒物(俗称PM2.5)的污染和防治已成为全世界关注的热点问题。因此含尘废气必须先经过净化处理，达到排放标准才允许排入大气中。

旋风除尘器作为一种重要的气固分离设备，因其结构简单、设备紧凑、内部无运动部件、操作维修方便、效率较高、成本相对较低等特点被大量应用于化工、冶金、矿山、能源、建材等工业领域。

旋风除尘器一般用于补集5～15um以上的颗粒，其缺点在于无法补集粒径小于5um的颗粒，限制了其除尘效率的进一步提高，这主要是因为：传统旋风除尘器中，由切向进气口进入旋风除尘器的气流绝大部分先沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下朝锥体流动，形成外涡旋。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，由下反转向上，继续做螺旋形流动，形成内涡旋。最后净化气体经排气管排出管外，一部分未被捕集的尘粒也由此排出。为了提高除尘器的除尘效率，国内外专家学者对旋风除尘器的研究经久不衰，主要涉及的方向包括内部的流场涡流特性、形式、结构、尺寸优化等。

发明内容

本发明针对上述现有旋风除尘器在除尘效率方面的限制，提出了一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，目的是为了提高对较小颗粒物的除尘效率，扩大旋风除尘器的适用范围。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，该装置包括：筒体1、锥体2、进气口3、排气管4、排气口5、排灰口6、导流叶片7、环体8。本发明通过在旋风除尘器内外旋气流交界面或其附近内置导流叶片7来提高旋风除尘器的除尘效率。通体下端的排灰口与集尘斗相连，进气口通过蜗壳连接在筒体上端，排气口设置在筒体顶面的中心部位，排气管安装在排气口下端并延伸至筒体内部中间部位，导流叶片用套环安装在排气管下端接口，导流叶片下部支撑在旋风除尘器锥筒内壁上。所述导流叶片7沿气流运动方向安装在内外旋气流交界面或其附近，所述导流叶片其数量及尺寸可根据旋风除尘器筒体及锥体实际尺寸进行调节。所述导流叶片其形状及安装角度(导流叶片与筒体径向形成的角度)可根据实际旋风除尘器使用场合进行确定。

由于在排气管入口以下的空间存在着向心的径向流动，尤其是在排气管入口附近的径向速度值较大，这对粉尘的捕集是不利的，所以本发明在排气管下端接口将所述导流叶片7沿气流运动方向安装在内外旋气流交界面或其附近，其优点主要在于：

①在所述高效旋风除尘器的内外旋气流交界面上或其附近，若含尘气流的径向速度大于离心沉降的切向速度，气体中的粉尘颗粒即将进入内旋气流时，与所述内置导流叶片发生弹性碰撞，失去径向惯性力而靠重力和向下的动量改变运动状态，避免进入到内旋气流中，而密度相对较轻的气流则经过导流叶片表面或者绕过导流叶片进入内涡旋中运动，最后从排气口排出，从而实现进一步分离尘粒来提高旋风除尘器的除尘效率。

②在旋风除尘器内，除了主旋转气流外，还存在着由轴向速度和径向速度相互作用形成的涡流，涡流对旋风除尘器的分离效率和压力损失影响较大。其中“短路流”和“纵向旋涡流”都在排气管附近形成，排气管下端的导流叶片可有效改善局部涡流夹带粉尘颗粒而逃逸的现象，从而提高旋风除尘器的除尘效率。

③由于导流叶片起到分隔内外涡旋的作用，从而有效减小了内外涡旋的相互掺混、碰撞摩擦造成的能量损失，因此，与普通旋风除尘器相比，增设导流叶片后的旋风除尘器压力损失并没有增大，反而明显减小了。

④就组装方式而言，该高效旋风除尘器采用分体式组装方式。操作简单，可随时拆装更换与定期检修导流叶片，经济性好，有利于导流叶片的推广使用。

对所述高效旋风除尘器通过fluent进行数值模拟计算可得，该高效旋风除尘器的除尘效率比普通旋风除尘器提高了8.5％，高达90％。

附图说明

图1为内置导流叶片的高效旋风除尘器的结构示意图。

其中，1、筒体，2、锥体，3、进气口，4、排气管，5、排气口，6、排灰口，7、导流叶片，8、环体。

图2为内置导流叶片的高效旋风除尘器的三维立体图。

图3为筒内导流叶片处含尘气流运动轨迹图。

图4为导流叶片详图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构和具体方法作进一步描述。

图1为内置导流叶片的高效旋风除尘器的结构示意图。如图1所示，该装置包括筒体1、锥体2、进气口3、排气管4、排气口5、排灰口6、导流叶片7、环体8。

筒体下端的排灰口与集尘斗相连，进气口通过蜗壳连接在筒体上端，排气口设置在筒体顶面的中心部位，排气管安装在排气口下端并延伸至筒体内部中间部位，导流叶片用套环安装在排气管下端接口，导流叶片下部支撑在旋风除尘器锥筒内壁上。

所述导流叶片安装在内外旋气流交界面或其附近，所述导流叶片其数量及尺寸可根据旋风除尘器筒体及锥体实际尺寸进行调节。所述导流叶片其形状及安装角度(导流叶片与筒体径向形成的角度)可根据实际旋风除尘器使用场合进行确定。

本发明所述高效旋风除尘器的工作原理如下：含尘气体通过进气口3沿筒体的圆周切线方向进入旋风除尘器内，旋转气流沿筒体壁面1呈螺旋形向下，朝锥体2流动。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将重度大于气体的粉尘颗粒甩向筒体壁面1，粉尘颗粒与筒体壁面1发生碰撞，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，进入排灰口6。旋转下降的外旋气流在到达锥体2时，因锥体的收缩而向除尘器中心靠拢，而后气流以同样的旋转方向从旋风除尘器中部，由下反转而上，继续作旋流运动，气流中夹带的粉尘颗粒与导流叶片7发生碰撞，使粉尘颗粒失去惯性力下落至排灰口6，最后净化气流经排气口5排出旋风除尘器外。在内外旋气流交界面上或其附近，当含尘气流的径向速度大于离心沉降的切向速度时，气体中的粉尘颗粒在即将进入内旋气流时，与导流叶片7发生碰撞，失去径向惯性力而靠重力和向下的动量改变运动状态，避免进入到内旋气流中。由于排气管4内的有效流通截面小于排气管管端以下内旋流的有效流通截面，在排气管管端处产生节流效应，造成短路，形成纵向旋涡流；纵向旋涡流使气体对颗粒的甩力超过颗粒所受的离心力，在内外旋气流的交界面内的导流叶片可有效改善局部涡流夹带粉尘颗粒而逃逸的现象，从而提高旋风除尘器的除尘效率。

Claims (5)

1.一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，其特征在于：该装置包括筒体1、锥体2、进气口3、排气管4、排气口5、排灰口6、导流叶片7、环体8。

2.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，其特征在于：所述导流叶片设置在旋风除尘器内排气管下端的内外旋气流交界面或其附近。

3.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，其特征在于：所述导流叶片的偏转方向与筒体内气流的旋转方向一致。

4.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，其特征在于：所述内置导流叶片的数量及尺寸可根据旋风除尘器筒体及锥体实际尺寸调整确定。

5.根据权利要求1所述的一种内置导流叶片的高效旋风除尘器，其特征在于：所述内置导流叶片的形状及安装角度可根据实际旋风除尘器使用场合调整确定。