旋風(fēng)水膜除塵器

旋風(fēng)水膜除塵器

臥式旋風(fēng)水膜除塵器是平置式除塵設(shè)備。它的特點是除塵效率較高、阻力損失較小、耗水量少和運行、維護方便等，但也存在除塵效率不穩(wěn)定、難以控制適當(dāng)水位等問題。

1.除塵器構(gòu)造和除塵原理

除塵器構(gòu)造，它具有橫置筒形的外殼和內(nèi)芯，橫斷面為倒卵形或倒梨形。在外殼與內(nèi)芯之間有螺旋導(dǎo)流片，簡體的下部接灰漿斗。含塵氣體由一端沿切線方向進人除塵器，并在外殼、內(nèi)芯間沿螺旋導(dǎo)流片作螺旋狀流動前進，后從另一端排出。每當(dāng)含塵氣流經(jīng)過一個螺旋圈下合適的水面時，隨著氣流方向把水推向外殼內(nèi)壁上，使該螺旋圈形成水膜。當(dāng)含塵氣流經(jīng)過各螺旋圈后除塵器各螺旋圈也就形成連續(xù)的水膜。

臥式旋風(fēng)水膜除塵器的除塵原理如下：含塵氣流呈螺旋狀進入除塵器中，借離心力的作用使位移到外殼的灰塵顆粒為水膜所除去；另外，氣流每次沖擊水面時，也有清洗除塵作用而較細的灰塵為氣流多次沖擊水面而產(chǎn)生的水霧、水花所吸捕、凝聚，加速向除塵器外殼位移，終為水膜所除去，因而具有較高的除塵效率。在除塵器后采樣濾膜上 所獲粉塵顆粒表明：顆粒直徑在5μm 以上的灰塵較少，大部分為3μm以下。至于水膜形狀，據(jù)試驗中觀察，水膜上升側(cè)較為紊亂，如煮沸的稀粥狀，而水膜下降側(cè)較為平滑。當(dāng)一定速度的含塵氣流離開合適的各圈水面時帶有大量的水霧、水花，根據(jù)它不同的質(zhì)量被離心力先后甩到外殼內(nèi)壁的水膜上。除塵器一般使用的橫斷面形狀。

除塵器橫斷面應(yīng)符合除塵原理要求，即在較低的阻力損失下，使各螺旋圈形成完整的水膜；在氣流沖擊水面后引起更多的水霧、水花，使氣、水混合得更激烈、更均勻；另外氣流在螺旋通道中前進時，產(chǎn)生非常大的離心力，以取得較高的除塵效率。

2.阻力與風(fēng)量關(guān)系

除塵器的阻力與風(fēng)量或螺旋通道風(fēng)速的關(guān)系試驗。在1250～1750m3/h風(fēng)量范圍內(nèi)，在形成等流量水膜各自相應(yīng)的工作通道風(fēng)速下（即除塵器內(nèi)芯底至水面的通道截面處平均風(fēng)速），（d）型除塵器阻力損失較小，（b）型阻力損失非常大。在1500m/h設(shè)計額定風(fēng)量下，（d）、（a）、（b）三種橫斷面的阻力損失分別為620Pa、710Pa、770Pa�？偟恼f來，三種橫斷面的除塵器的試驗風(fēng)量范圍內(nèi)，阻力損失是隨著風(fēng)量的提高而提高的，當(dāng)超過1750m/h時，其阻力損失提高的幅度逐漸加大，這說明了這種除塵器有它合適的風(fēng)量使用范圍。

3.除塵效率與風(fēng)量關(guān)系

除塵效率隨粉塵的性質(zhì)而定，對比試驗以耐火黏土作為試驗粉塵，試驗控制條件同上。在設(shè)計額定風(fēng)量下，三種模型的除塵效率為98.1%~98.3%。在1250~1750m3/h試驗風(fēng)量范圍內(nèi)，除塵效率無大差異，（b）型稍高，（a）型稍低，它們共同試驗結(jié)果是隨著風(fēng)量的提高，除塵效率略有降低。

以上試驗結(jié)果，說明各圈在形成完整、強度均勻、適當(dāng)?shù)乃�膜條件下，三種橫斷面的性能差異不大，主要考慮加工方便，占地面積小的特點。（d）型的橫斷面進行工業(yè)試驗。

4：除塵器的水位控制

臥式旋風(fēng)水膜除塵器要有較高的除塵效率，要求除塵器具有合理的橫斷面，各螺旋圈具有可形成完整且強度均勻的水膜的合適水位，即具有合適的工作通道風(fēng)速。在運行過程中，保持除塵器各螺旋圈都具有合適的工作通道風(fēng)速是關(guān)鍵的問題。

當(dāng)臥式旋風(fēng)水膜除塵器在灰漿斗全隔開的試驗條件下，各螺旋圈控制在無在除塵器灰漿斗全隔開狀況下，控制加水使形成不同圈數(shù)的完整水膜下進行測定，除塵效率隨著形成完整水膜圈數(shù)的增多而提高，而3圈內(nèi)都無水時，除塵效率將大幅度降低。在設(shè)計額定風(fēng)量為 1500m/h 的情況下，當(dāng)形成3 圈、2 圈、1 圈水膜和3圈全無水膜時，其除塵效率分別為98.5%、96.5%、94.5%和65%。

上述試驗結(jié)果都說明了臥式旋風(fēng)水膜除塵器能否在外殼內(nèi)壁形成水膜對除塵效率影響非常大。這同工廠實際使用中的情況是一致的，只要除塵器在運行中能形成完整水膜，它就能取得較高的除塵效率；反之，除塵效率就降低。另外，也可看出，在采用耐火黏土作粉塵時臥式旋風(fēng)水膜除塵器一般為3圈是比較合適的。當(dāng)進入除塵器粉塵初濃度非常大或粉塵分散度較高時，可適當(dāng)再增1~2圈，以取得更高的除塵效率，使在一定范圍內(nèi)對排出口含塵濃度有所控制，這也是該除塵器的一個特點。

水位控制的目的是使各螺旋圈形成完整且強度均勻、適當(dāng)?shù)乃�膜。各圈形成完整的水膜、保持高的效率；各圈水膜強度均勻、適當(dāng)，保持低的阻力損失，此外還要求除塵器能長期、穩(wěn)定地在低阻損、**率工況下運行。

5.形成水膜的關(guān)鍵

在除塵器已定的條件下，其運行風(fēng)量一定時螺旋通道內(nèi)風(fēng)速是固定不變的，隨著水位的高低將出現(xiàn)不同的工作通道高度h，得到相應(yīng)的工作通道風(fēng)速v（圖6-17），此時水膜形成與否，由vh的值而定。

臥式旋風(fēng)水膜除塵器型號大小不同，每一種型號又存在著實際使用的風(fēng)量不同，合適的vh是隨上述的因素而變化的，因此很難給出一系列的合適的Uh來控制水位。但從理論上分析，以上各種情況下總存在著某一相對應(yīng)的合適的Uh。在除塵器灰漿斗全隔開時（圖6-16），使風(fēng)量固定在某一風(fēng)量時，以固定一個供水量連續(xù)加入灰漿斗工內(nèi)，則灰漿斗I內(nèi)水位將不斷提高。當(dāng)vh加大并接近合適的v時，水膜逐漸形成，但不完整，此時以水膜形式通過螺旋通道排至灰漿斗Ⅱ的水量尚瀕于連續(xù)供水量，水位仍在上升，當(dāng)水位達到合適工作通道高度時，即得到合適的vh。此時形成完整水膜，以水膜形式排出水量同連續(xù)供水量相等，使水位保持不變。因而除塵器在合適的v下長期運行，這個平衡，稱為自動平衡。第2圈、第3圈的水位平衡亦依此類推。水膜強度是由連續(xù)供水量所控制的，通過試驗找到合適的螺距水量比，即螺距與形成適當(dāng)強度水膜的連續(xù)供水量的比值，以這個供水量連續(xù)加人灰漿斗Ⅱ，以達到各圈水膜完整均勻，強度適當(dāng)。

當(dāng)風(fēng)量變小時，要求相應(yīng)的合適工作通道高度變小，在原通道高度下，工作通道風(fēng)速過小，就形不成水膜，這時灰漿斗Ⅱ只有連續(xù)進水，使通道水位上升。當(dāng)達到與新風(fēng)量相應(yīng)的合適工作通道高度時，水膜又完整地形成，以水膜形式帶走的水量與供水量再次相等，就建立起新的平衡。反之當(dāng)風(fēng)量變大時，其相應(yīng)的合適通道高度將加大，就出現(xiàn)水膜強烈且流速加快，以水膜形式排出水量大于連續(xù)供水量，促使灰漿斗內(nèi)水位下降，很快又在新的風(fēng)量下再建立新的平衡。因此灰漿斗在采取全隔開措施后，各圈都能隨使用風(fēng)量自動調(diào)至合適的vh，并長期、穩(wěn)定地保持。合適的螺距水量比是臥式旋風(fēng)水膜除塵器各圈形成完整水膜且強度均勻、適當(dāng)?shù)囊粋�控制手段。

當(dāng)螺距水量比太小時，不能形成完整的水膜，既降低了除塵效率，又出現(xiàn)螺旋通道內(nèi)的干濕交界面產(chǎn)生結(jié)灰現(xiàn)象；當(dāng)螺距水量比太大時，則各圈水膜過于強烈，阻損加大，而效率提高甚微。

另外除塵器的連續(xù)供水壓力要比較穩(wěn)定，由供水壓力變化造成連續(xù)供水量的大幅度波動，會引起除塵器運行工況和性能的不穩(wěn)定，這是應(yīng)當(dāng)避免的。采取灰漿斗全隔開措施，并改變供水操作制度，能使除塵器長期、穩(wěn)定地在各圈都形成完整且強度均勻、適當(dāng)?shù)乃�膜。由于水膜完整，也清理了螺旋通道�?nèi)的結(jié)灰現(xiàn)象。而且會長期、穩(wěn)定地保持除塵器的**、低阻工況，這是由于通道高度能自動平衡的結(jié)果。

6.脫水裝置

臥式旋風(fēng)水膜除塵器，用重力脫水，或加擋水板，大部分存在著程度不同的帶水現(xiàn)象。應(yīng)用較好的脫水裝置有檐式脫水和旋風(fēng)離心脫水裝置。

（1）檐式擋水板脫水裝置 在模型上進行了檐式擋水板脫水試驗（額定風(fēng)量為1500m/h），將兩塊類似房檐的擋板裝在脫水段內(nèi)，使攜水氣流在脫水段內(nèi)先后與下部和上部的檐式擋水板相撞，被迫拐彎，利用慣性力使氣水分離。兩檐板間風(fēng)速為4.3m/s。有很好的脫水效果，結(jié)構(gòu)簡單，不易粘泥，維護方便，阻力150Pa左右。

（2）旋風(fēng)脫水裝置 利用氣流在臥式人口除塵器內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運動，并以切線方向進入脫水段的特點，在除塵器端部中心插入一圓管導(dǎo)出氣流，這樣脫水段本身就構(gòu)成一個臥式旋風(fēng)脫水器。這種結(jié)構(gòu)使除塵后的氣流在脫水段繼續(xù)做旋轉(zhuǎn)運動，在離心慣性力作用下，將它攜帶的水甩至外殼內(nèi)壁，再落人后一個灰漿斗，脫水后的氣流從中心插入管排出。

（3）泄水管 不論采取什么脫水方法，難免造成除塵器出口帶水。為防止上述現(xiàn)象發(fā)生時把水帶入風(fēng)機，在除塵器后的水平管道上裝上泄水管十分有利。臥式旋風(fēng)水膜除塵器，其橫斷面為倒梨形，內(nèi)芯與外殼直徑比為1：3。三個螺旋圈，等螺距、水平安裝。全隔開式灰漿斗。螺旋通道長寬比，即通道寬度與螺距之比為0.7～0.8。按其脫水方式分檐板脫水和旋風(fēng)脫水兩種；按導(dǎo)流板旋轉(zhuǎn)方向分右旋和左旋；按進口方式分上進的A式和水平的B式。右旋、A式、檐板脫水（用于1~11號除塵器）形式；右旋、B式、旋風(fēng)脫水（用于7~11號除塵器）形式。