旋风除尘技术方案（推荐6篇）
山西海邦环保有限公司
二零一二年四月
一、公司简介
山西海邦环保有限公司，是集开发设计、生产制造、设备销售、安装调试、技术服务于一体的专业化环保公司。技术力量雄厚，质量体系完善，专业从事环境保护事业的发展。近年来，研制开发了多项环保产品，对我省各类工企业环境治理作出一步贡献。
二、污染源的基本情况：
太谷作为我省玛钢产品的生产基地，玛钢企业的污染治理是当前急需解决的问题，玛钢厂的冲天炉是企业的主要设备，在冶炼铸造过程中，要产生大量的烟尘，浓度为5g/m3，粒径分布为5µm占80%，以氧化铁为主。并且产生高温，特别是点火半小时内，高温伴有火星排出，在此恶劣的环境下，给周边造成了严重的污染，给生产操作工人身心健康造成严重的损害，同时还存在火灾隐患，在当前形势下，国内外都把环保当成头等大事来抓，因此进行治理是非常必要的。
三、有关技术参数
10吨高炉的烟气排放量为35000m3/n，出口温度为800℃以上，粉尘浓度为5g/m3，除尘器设计：采用LPM气箱式除尘器96-2×4，过滤面积为783/m2，过滤风速为0.8-1m/him，滤袋材
质为耐高温氟美斯滤袋260℃，捕尘效率高，透气性好，使用步寿命长。由于采用离线清灰方式，所以清灰效果好，除尘效率可达99.8%
四、由于出口温度高，必须将特高温降下来，才可保证滤袋的使用寿命，我们采取了以下措施：在袋式除尘器前，增设旋风除尘器与强制风冷器。
1、当含尘气体夹带着火星由进气口进入旋风除尘器后，气流由直线运动变为圆周运动，旋转气流的绝大部分沿除尘器内壁呈螺旋形向下、朝向锥体流动，通常称此为外旋气流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的粉尘粒子和火星甩向除尘器壁面。粉尘粒子及火星一旦与除尘器壁面接触，火星便会熄灭形成灰尘并失去径向惯性力而靠向下的动量和重力沿壁面下落，进入排灰管排出。达到初级除尘的效果，减轻袋除尘器的压力，延长滤袋的使用寿命。
2、含尘气体经旋风除尘器进入风冷器，风冷器要把温度降为＜200℃，风冷管降温面积为300m2，风冷管采用镀锌薄皮管（皮厚δ=2），由于是镀锌管，不怕高温，而且不腐蚀，不需涂内外油漆，即美观又降温。为了达到降温更快，在风冷器上装有4个轴流风机（强制风冷），加速风冷管的冷却速度。为了保证万无一失，在风冷器的出口处，再加一道隔火网，这就更保证了滤袋的寿命。
五、含尘气体经过风冷器进入袋除尘器，在除尘器进风口增加旁路风管。除尘器配置有温控计，万一温度瞬间超过设定温度时，旁路蝶阀自动打开，含尘气体不进入除尘器，由风机直接
排出，保护了滤袋不烧。
含尘气休进入袋除尘器，风速急速下降，风的流向是，含尘气体经宽大的除尘器风道转向进入过滤室上部空间，由过滤室上部空间再转向袋室，经滤袋过滤后，粉尘附着滤袋表面，落入灰斗排出，净空气透过滤袋进入净气室经风机排入大气。
一、问题分析
PASSIM卷接机组旋风除尘器是中压通风机循环系统的一部分, 中压通风机抽吸来自烟道本体和增压网板含有粉尘及少量烟丝的气流, 进入旋风除尘器进风口, 气流中含有的烟丝滞留在多管的旋风筒端部导流环入口, 含有粉尘的气流通过导流环沿旋风筒向前运动形成外旋流, 悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下滞留在除尘器旋风筒和锥形筒之间的沉积室, 净化后的清洁气流通过锥形筒由出风口进入中压通风机形成正压压出, 送入扩散器进行工作;卷烟机主负压与除尘口相连抽走沉积室内的粉尘。旋风除尘器堵塞后会使中压通风机系统中的负压段中的烟道本体和增压网板负压减小, 造成烟丝吸附力减小, 使烟丝传递不稳, 烟丝堵塞, 同时也会造成正压段压力减小, 使扩散器气流减弱, 不利于集流管吸附烟丝, 从而使供丝不均匀, 影响机组运行及卷烟质量。在结构上, PASSIM卷接机组旋风除尘器主要存在以下问题。
1. 粉尘在旋风除尘器沉积室内堵塞。
如图1所示, 旋风除尘器的结构分为三部分:一是进风口的罩壳和旋风筒为一体的组件, 二是出风口和锥形管是一体的组件, 三是安装在旋风筒内的导流环。在旋风除尘器的内部, 是由23组旋风筒、导流环、锥形筒组成多管式微型除尘器的组合。工作时, 粉尘滞留在沉积室内, 也就是多管微型除尘器之间的空间位置, 虽然旋风除尘器的除尘口和卷接机组的主负压相连, 但主负压仅能够清理除尘口附近的粉尘, 根据气力输送的条件, 在没有气流作用下粉尘是不能被输送的, 因此沉积室内远离除尘口的粉尘并不能被主负压吸走。
2. 旋风除尘器保养清洁困难。
由于粉尘易堵塞在旋风除尘器的沉积室, 需要每周清洁一次, 才能保证设备正常运行, 旋风除尘器的清洁包括对导流环入口的烟丝以及沉积室内的粉尘进行清洁, 但是旋风除尘器在设计上存在问题, 清洁时要把整个旋风除尘器从系统中拆下, 先清理导流环入口端的烟丝, 再拆下旋风除尘器上的8对紧固螺栓, 分解除尘器的进口、出口两部分, 然后清洁除尘器沉积室内的粉尘。同时受空间位置限制, 除尘器安装在机身内部, 操作人员很难接近进行清洁工作。不易拆卸和安装, 加大了清洁工作难度, 每次保养清洁必须由两个熟练操作工配合完成, 拆卸、保养、安装时间至少需要40min。
二、改进措施
针对旋风除尘器存在的问题, 在满足生产工艺的条件下, 工厂采取以下改进措施。
1. 针对沉积室内的粉尘加装一套自动清洁吹风装置。
可以减缓沉积室内粉尘堆积, 如图2所示, 利用机组主气源上的一路压缩空气, 经减压阀、储气罐, 在设备每次停机时, 电信号接通电磁阀, 压缩空气通过除尘口对面的清洁喷嘴吹向旋风除尘器沉积室。清洁喷嘴有两个, 与除尘口三者之间呈等分状态, 在清洁喷嘴的正压空气作用下, 清洁喷嘴和除尘口之间形成气流, 沉积室内的粉尘在气流作用下通过除尘口的主负压空气被输送出沉积室。
2. 改进旋风除尘器结构, 解决旋风除尘器清洁时需整体拆下造成清洁不便的问题。
改进后, 旋风除尘器成为相互独立的工作部件和罩壳部件, 如图3所示。改进后的旋风除尘器分为五部分:一是进风口罩壳, 二是出风口罩壳, 三是23个锥形筒组合, 四是23个旋风筒组合, 五是安装在旋风筒内的23个导流环。除尘口位置设计在进风口罩壳上, 进风口和出风口由锁紧搭扣紧固在一起。改进后的旋风除尘器, 安装保养过程简单, 不需要拆卸进风口罩壳, 除尘口和主负压之间的管道也不需拆卸, 解决了空间位置狭小、不易操作的缺陷, 工作部件由旋风筒、导流环组件和锥形筒组件组成, 清洁时只需打开出风口罩壳, 方便地取出除尘器内部的工作部件, 清理导流环入口的烟丝和沉积室内的粉尘即可。
三、使用效果
下面介绍具有代表性的机械除尘器—旋风除尘器的工作原理旋风除尘器的基本结构一般由进气口、筒体、锥体、排气管及集尘箱等组成。根据含尘气流人口方式的不同，又可分为切流反转式及轴流式两种。
切流反转式旋风除尘器中含尘气流的运动轨迹。流体从进气管进入旋风筒后，由直线运动变为旋转运动，并在流体压力及筒体内壁形状影响下螺旋下行，朝锥体运动。含尘气体在旋转过程中产生离心力，使重度大于气体的粉尘颗粒克服气流阻力移向边壁。颗粒一旦与器壁接触，便失去惯性力而在重力及旋转流体的带动下贴壁面向下滑落，最后从锥底排灰管排出旋风筒。旋转下降的气流到达锥体端部附近某一位置后，以同样的旋转方向在除尘器中由下折返向上，在下行气流内侧螺旋上行，最终连同一些未被分离的细小颗粒一同排出排气管。流体在旋风筒内的流线类似双螺旋线，通常将外侧螺旋下行的气流称为外旋流，将内侧螺旋上行的气流称为内旋流。
旋风分离器
工作原理:旋风除尘器的工作原理如下图所示，含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。
应用范围及特点：旋风除尘器适用于净化大于5~10微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较低（80~160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。
袋除尘器的原理介绍
作者：佚名 文章来源：不详 点击数：417 更新时间：2008-8-3 图片：
图片： 图片：
图片：
图片：
各种除尘器介绍
从含尘[wiki]气体[/wiki]中分离并捕集粉尘﹑炭粒﹑雾滴的装置。按分离﹑捕集的作用原理﹐可分为机械除尘器﹑洗涤除尘器﹑袋式除尘器﹑声波除尘器﹑静电除尘器。
机械除尘器 利用重力﹑惯性力﹑离心力等机械力将尘粒从气体中分离出来的装置。可分为﹕
重力除尘器 这种除尘器的工作原理是﹕含尘气体通过管道的扩大部分(重力沉降室)﹐流速大大降低﹐较大尘粒即在重力作用下沉降下来。为避免气流旋涡将已沉降尘粒带起﹐常在沉降室加挡板。通过沉降室的气流速度不得大于3米/秒﹐压力损失一般为10～20毫米水柱﹐能捕集粒径大于50[wiki]微米[/wiki]的尘粒。重力除尘器有干式和湿式之分﹐干式除尘效率为40～60％﹐湿式除尘效率为60～80％。重力除尘器适用于含尘气体预净化。为提高除尘效率﹐可降
低沉降室高度或设置多层沉降室。
惯性力除尘器 工作原理是﹕含尘气流冲击在挡板或滤层上﹐气流急转﹐尘粒即在惯性力作用下与气流分离。有碰撞型和回转型两类.惯性力除尘器适用于捕集粒径10微米以上的尘粒﹐因易堵塞﹐对黏结性和纤维性粉尘不适用﹐其压力损失因结构而异﹐一般为30～70毫米水柱。除尘效率为50～70％。
离心力除尘器 它是利用气流在旋涡运动中产生的离心力以清除气流中尘粒的设备。最常用的是旋风除尘器。旋风除尘器工作时气流从上部沿切线方向进入除尘器﹐在其中作旋转运动﹐尘粒在离心力的作用下被拋向除尘器圆筒部分的内壁上降落到集尘室。离心力除尘器于1885年开始使用﹐已发展成多种型式﹐如气流轴向引入﹐灰尘出口轴向配置或周边配置。其特点是结构简单﹐造价低﹐没有运动部件﹐压力损失一般为40～150毫米水柱﹐适用于去除大于5微米的尘粒。除尘效率约70～90％。
多管式旋风除尘器(简称多管除尘器)是由若干个单管旋风除尘器组合起来的。可将若干个直径较小的旋风除尘器并联起来﹐也可将旋风除尘器串联起来﹐前级用直径较大的旋风除尘器﹐后级用直径小的。并联多管除尘器可制成立式﹑卧式和倾斜式等多种结构。中国定型生产的多管除尘器﹐筒体直径有150和250毫米两种﹐有9管﹑12管和16管等规格。多管除尘器可去除粒径为3微米以上的尘粒﹐压力损失为50～200毫米水柱﹐除尘效率为85～95％。
洗涤除尘器 利用水洗涤含尘气体使气体净化的装置。有下列各种类型﹕
重力喷淋除尘器 又称喷雾塔或洗涤塔。含尘气体通过喷淋液的液滴空间时﹐因尘粒和液滴之间碰撞﹑拦截和凝聚等作用﹐较大尘粒因重力沉降下来﹐与洗涤液一起从塔底排走。为保证塔内气流均匀﹐常用多孔分布板或填料床。重力喷淋除尘器压力损失小于25毫米水柱﹐常用于去除粒径大于50微米的尘粒。这种除尘器具有结构简单﹑阻力小﹑操作方便等特点﹔但耗水多﹐占地面积大﹐效率较低。
旋风洗涤除尘器 这种除尘器捕集粒径小于 5微米的尘粒﹐适用于气量大﹑含尘浓度高的场合。常用的有旋风水膜除尘器﹑旋筒式水膜除尘器和中心喷雾旋风除尘器。旋风水膜除尘器是由除尘器筒体上部的喷嘴沿切线方向将水雾喷向器壁﹐使壁上形成一层薄的流动水膜﹐含尘气体由筒体下层以入口流速约15～22米/秒的速度切向进入﹐旋转上升﹐尘粒靠离心力作用甩向器壁﹐黏附于水膜﹐随水流排出。气流压力损失为50～75毫米水柱﹐除尘效率可达到90～95％。
卧式旋风水膜除尘器 又称鼓式除尘器或旋筒式除尘器。气流进入除尘器后沿螺旋信道作旋转运动﹐在离心力作用下﹐尘粒被甩向筒壁。气流以高速冲击水箱内的水面﹐尘粒便落入水中﹐气流冲击水面激起的水滴和尘粒碰撞﹐也能把尘粒捕获。携带水滴的气流继续作旋转运动﹐水滴被甩向器壁﹐形成水膜﹐把落在壁上的尘粒捕获。气流压力损失为80～
100毫米水柱。
中心喷雾旋风除尘器 中心设喷雾多孔管﹐含尘气流由下部切向引入﹐尘粒被离心力甩向器壁﹐由于水滴同尘粒的碰撞作用和器壁水膜对尘粒的黏附作用而除去尘粒﹐气流压力损失为50～200毫米水柱。适用于小于0.5微米的尘粒﹐
除尘效率为95～98％。
自激喷雾除尘器 依靠气流自身的动能﹐冲击液体表面而激起水滴和水花的除尘器。如冲击水浴式除尘器﹐含尘气流从喷口高速喷入﹐冲击水面后改变方向﹐大颗粒粉尘便被水捕获。气流继续通过水层流动﹐激起大量水花﹑泡沫和雾滴﹐尘粒又被捕获﹐除尘效率可达80～95％。压力损失约为100～150毫米水柱。此外﹐还有按同样工作原理制成的冲激
式和双叶片冲激式除尘机组。
泡沫除尘器 又称泡沫洗涤器﹐或简称泡沫塔。塔中有一块或几块多孔筛板﹐洗涤液流到塔板上﹐保持一定的液层高度﹐含尘气流从塔下部导入﹐均匀穿过塔板上的小孔而分散于液流中﹐同时产生大量泡沫﹐增加了气液两相接触表面积﹐使尘粒被液体捕集。除尘效率主要取决于泡沫层厚度﹐泡沫层厚30毫米时﹐除尘效率为95～99％﹔泡沫层厚120毫米时﹐除尘效率可达99.5％以上。气流压力损失50～80毫米水柱。
选择旋风除尘器时的参考原则有哪些？
1、旋风除尘器净化气体量应与实际需要处量一致。
选择旋风除尘器时，直径时应尽量小些；如果要求通过的风量较大，可采用若干个小直径的旋风除尘器并联；如果处理气量与多管旋风除尘器相符，以选多管旋风除尘器为宜。
2、旋风除尘器的入口风速要保持在18-23 m/s，低于18m/s时，其除尘效率将会下降；高于23m/s时，除尘效率提高不明显，但阻力损失增加，能耗增大。
3、选择旋风除尘器时，要根据实际工况条件，考虑阻力损失和结构形式，尽可能做到节省动力消耗，同时以便于维护管理。
4、旋风除尘器能捕集到的最小尘粒应等于或稍小被处理气体的粉尘粒度。
5、当含尘气体温度很高时，要注意保温，避免水分在除尘器内凝结。假如粉尘不吸收水分，除尘器的工作温度要比露点温度高出30度左右。假如粉尘吸水性较强，除尘器的工作温度要比露点温度高出40-50度，以避免露点腐蚀。
6、旋风除尘器结构的密封要好，确保不漏风，尤其是负压操作，更应该注意卸料锁风装置的可靠性。
7、针对易燃易爆特性粉尘，应设有防爆装置。防爆装置的通常做法是在入口管道上加一个安全防爆阀门。
采用自制的.短锥旋风除尘器系统对粉煤灰中的炭进行回收试验,取得了较好效果,粉煤灰沉砂可燃物的含量由原灰的29.42%提高到40.86%,采出率为56.76%.
作 者：邱跃琴 张覃 陈楠 作者单位：邱跃琴,张覃(贵州工业大学,矿业学院,贵州,贵阳,550003)
陈楠(煤炭科学研究总院,上海分院,上海,30)
把粉尘从烟气中分离出来的设备叫除尘器。在卷烟工业中,由于厂房大,灰尘多,除尘设备的应用对于净化车间、安全生产起到很关键的作用。目前,车间除尘设备多数采用旋风除尘机理,其结构简单,但在实际使用过程中, 除尘效果存在一定问题。文中研究一种新型烟气双联旋风除尘器设计与改进。
1旋风除尘器的除尘机理与结构( 图1)
含尘气体从进气口以较高的速度沿圆筒切线方向进入,气流由直线运动变为圆周运动,并向上、向下流动,向上的气流被顶盖阻挡返回,向下的气流在筒体部分和锥体部分作自上而下的螺旋运动( 称为外旋流) 。含尘气体在旋转过程中产生离心加速度,由于尘粒产生的离心力比空气黏性阻力大很多倍,使尘粒产生径向远离旋转中心的运动,因此将尘粒甩向器壁,尘粒一旦与器壁接触便与气体相分离沿器壁经锥体排入集灰斗内。旋转下降的外旋气流在圆锥部分运动时随圆锥形收缩而向除尘器中心靠拢, 当气流到达锥体下端某一位置时,便以同样的旋转方向在除尘器中部形成一股作自下而上的螺旋运动气流( 称为内旋流) ,并经排气管向外排出,部分未捕集的粉尘颗粒也随气流而排入大气中[3]。
1—进气管; 2—顶盖; 3—排气管; 4—圆筒体;5—圆锥体; 6—外旋流; 7—内旋流; 8—排灰管
2基于边界层理论的设计方法
边界层理论是1972年Leith与Licht类比静电除尘器的分离机理提出的,并提出了由此机理得出的分级效率公式,由于考虑了所有几何尺寸的影响,因而结果与实际较吻合,已被广泛应用[4,5]。
Leith设计法是一种半经验设计法,Leith设计法在同时考虑了除尘效率和压降损失的基础上决定切向直入式旋风除尘器最佳尺寸比。计算旋风除尘器的分级效率有着不同的理论和方法,由于各自的假设前提不同,所得出的结果也不一致。Leith和Licht通过分析前人的方法,基于径向返混假设,以严密的数学理论导出了除尘效率计算公式,由于此公式几乎考虑了旋风除尘器中所有各重要尺寸对除尘性能的影响,完全能够反映旋风除尘器中流动状态,用其计算效率与实测值比较吻合。
其计算公式表示为:
其中，φ 为修正系数，且为烟尘密度kg/m3; dc为粒子直径m; μ 为气体粘度pa·m; D0为旋风除尘器筒体直径m; n为旋转指数。
Leith通过试算得出:
如果确定了的 P 值，就可由式( 2) 求得不同取值时的值。Leith 通过试算得出: 如果取，对应于最大的( 即分级效率最大) 值最大，P 值的范围在 5 ～ 140 之间。这样就计算出不同的值，从而取其最大值。
3新型烟气双联旋风除尘器
基于以上设计方法,赣州卷烟厂二氧化碳膨胀烟丝生产线新型烟气旋风除尘器采用双联并联模式,旋风除尘器采用隔板分开进风口,隔板将气体均匀分开,分别进入两个除尘器,含尘气流进入除尘器后,沿壳体内壁由上向下作旋转运动,同时有少量气体沿径向运动到中心区域。当旋转气流的大部分到达锥体底部后,转而向上沿轴心旋转,最后由两排气管排出,汇合后送入回风管道。结构如图2所示。
设计参数为: 空气密度 ρ = 112 kg/ m3,处理风量Q = 3. 44 m3/ s ,设计阻力F = 1750 Pa,进口风速v = 28 m / s, 气体温度T = 300 ℃ 。通过设计计算,最佳旋风除尘器结构尺寸见表1。
mm
新型烟气双联旋风除尘器在赣州卷烟厂为首次应用( 图3) 。观察一段时间的单机及整线运行情况为:
1) 观察图4中集灰斗实际情况,烟尘收集量明显增加。说明在整个热端气体循环系统中,通过新型烟气双联除尘器,能够有效的将烟尘收集到集灰斗中,除尘效率明显提高。
2) 新型烟气双联旋风除尘器的结构模式为左右对称,这种结构模式理论上可以改善设备振动特性。经过对其振动频率的测定,可以有效证明这一点。
3) 在膨胀烟丝生产线中,如果旋风除尘器除尘效果不佳,容易导致燃烧系统热交换器的管束内壁出现烟尘堵塞,热交换效率因此降低,从而增加量燃料消耗。经过拆解热交换器,发现各管道内壁无烟尘粘连,说明双联烟气尘器除尘效率较好。在比对燃烧炉升温后,发现在新型烟气除尘器系统下,升温时间平均减少10% 以上。如图5所示。
经初步测算,由于赣州卷烟厂项目使用了新型烟气除尘器,较之以往设计,每小时可节约30% 左右的天然气( 10 m3/ h) ,按每天设备运行8 h,每年工作240天计算,一年可节约天然气19 200 m3,如图6所示。
4结语
