旋風水膜除塵器

旋風水膜除塵器

臥式旋風水膜除塵器是平置式除塵設備。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、難以控制適當水位等問題。

1.除塵器構造和除塵原理

除塵器構造，它具有橫置筒形的外殼和內芯，橫斷面為倒卵形或倒梨形。在外殼與內芯之間有螺旋導流片，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、內芯間沿螺旋導流片作螺旋狀流動前進，后從另一端排出。每當含塵氣流經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壁上，使該螺旋圈形成水膜。當含塵氣流經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，水膜上升側較為紊亂，如煮沸的稀粥狀，而水膜下降側較為平滑。當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)它不同的質量被離心力先后甩到外殼內壁的水膜上。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，產生非常大的離心力，以取得較高的除塵效率。

2.阻力與風量關系

除塵器的阻力與風量或螺旋通道風速的關系試驗。在1250～1750m3/h風量范圍內，在形成等流量水膜各自相應的工作通道風速下（即除塵器內芯底至水面的通道截面處平均風速），（d）型除塵器阻力損失較小，（b）型阻力損失非常大。在1500m/h設計額定風量下，（d）、（a）、（b）三種橫斷面的阻力損失分別為620Pa、710Pa、770Pa。總的說來，三種橫斷面的除塵器的試驗風量范圍內，阻力損失是隨著風量的提高而提高的，當超過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量使用范圍。

3.除塵效率與風量關系

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

以上試驗結果，說明各圈在形成完整、強度均勻、適當?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速是關鍵的問題。

當臥式旋風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圈內都無水時，除塵效率將大幅度降低。在設計額定風量為 1500m/h 的情況下，當形成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%。

上述試驗結果都說明了臥式旋風水膜除塵器能否在外殼內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水膜除塵器一般為3圈是比較合適的。當進入除塵器粉塵初濃度非常大或粉塵分散度較高時，可適當再增1~2圈，以取得更高的除塵效率，使在一定范圍內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?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，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.形成水膜的關鍵

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

臥式旋風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的合適的Uh。在除塵器灰漿斗全隔開時（圖6-16），使風量固定在某一風量時，以固定一個供水量連續(xù)加入灰漿斗工內，則灰漿斗I內水位將不斷提高。當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。

當風量變小時，要求相應的合適工作通道高度變小，在原通道高度下，工作通道風速過小，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。當達到與新風量相應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。反之當風量變大時，其相應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，促使灰漿斗內水位下降，很快又在新的風量下再建立新的平衡。因此灰漿斗在采取全隔開措施后，各圈都能隨使用風量自動調至合適的vh，并長期、穩(wěn)定地保持。合適的螺距水量比是臥式旋風水膜除塵器各圈形成完整水膜且強度均勻、適當?shù)囊粋�控制手段。

當螺距水量比太小時，不能形成完整的水膜，既降低了除塵效率，又出現(xiàn)螺旋通道內的干濕交界面產生結灰現(xiàn)象；當螺距水量比太大時，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，這是應當避免的。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?shù)乃�膜。由于水膜完整，也清理了螺旋通道內的結灰現(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果。

6.脫水裝置

臥式旋風水膜除塵器，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。應用較好的脫水裝置有檐式脫水和旋風離心脫水裝置。

（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（額定風量為1500m/h），將兩塊類似房檐的擋板裝在脫水段內，使攜水氣流在脫水段內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。兩檐板間風速為4.3m/s。有很好的脫水效果，結構簡單，不易粘泥，維護方便，阻力150Pa左右。

（2）旋風脫水裝置 利用氣流在臥式人口除塵器內做旋轉運動，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出氣流，這樣脫水段本身就構成一個臥式旋風脫水器。這種結構使除塵后的氣流在脫水段繼續(xù)做旋轉運動，在離心慣性力作用下，將它攜帶的水甩至外殼內壁，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。臥式旋風水膜除塵器，其橫斷面為倒梨形，內芯與外殼直徑比為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脫水兩種；按導流板旋轉方向分右旋和左旋；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、旋風脫水（用于7~11號除塵器）形式。