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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第七節(jié) 分離裝置,一、概述,分離裝置的作用是將混合氣流中的空氣與散碎物料分離開來，使空氣排入大氣中，散碎物料被集中于指定地點。分離裝置實際上是氣力輸送系統(tǒng)中的一種卸料裝置，其工作效果（分離效率及壓損）直接關(guān)系到氣力輸送系統(tǒng)的工作性能。,分離裝置的類型,目前采用的分離裝置種類形式繁多，根據(jù)其工作原理通常有以下幾種：,利用塵粒的重力或慣性離心力的作用，例如降塵室、旋風分離器等；,利用過濾的作用，例如簡易布袋分離器，脈沖分離器等；,利用水膜作用，例如水浴分離器等；,利用電氣作用，例如電分離器等。,分離裝置的性能,分
2、離器的性能是指阻力與效率。在選擇分離器時，首先要考慮它的性能，同時也要考慮它的總成本、運轉(zhuǎn)費用、處理風量、占地面積、使用壽命及粉塵的回收能力等問題。,分離裝置阻力,含塵氣體在經(jīng)過分離器時與其經(jīng)過管道時一樣，會由于阻力而產(chǎn)生的能量損失，這種損失常稱為阻力或壓損。壓損就是氣體經(jīng)過分離器入口與出口時的能量差，它以這兩處的全壓差來表示。這個全壓差就是分離器的阻力。阻力的單位可以采用毫米水柱或千克,/,米,2,。,分離器的阻力一般為幾十到幾百毫米水柱。這個值越小，動力的消耗也越少。目前，工廠常用的分離器空氣阻力大小，可在手冊中查閱。對于旋風分離器也可用下列公式計算。,H=H,動,千克,/,米,2,式中：
3、,H,旋風分離器的空氣阻力。（千克,/,米,2,）；,旋風分離器的阻力系數(shù)；,H,動,對應(yīng)于旋風分離器進口風速的動壓力（千克,/,米,2,）。,分離器效率,評價分離器的分離效果，常用該分離器所收集下的粉塵重量，占進入分離器的粉塵重量的百分數(shù)來表示，在分離技術(shù)上稱為分離器的全效率，通稱分離器效率。其計算方法有重量法與濃度法兩種。,1,、重量法,此法所求得的效率較為準確，多用于實驗室鑒定分離器的效率，其計算式：,式中：,分離器效率，,%,；,G1,進入分離器的粉塵總量，克,/,時；,G2,分離器所收集下的粉塵量，克,/,時。,2,、濃度法,在實際使用中，重量法受到生產(chǎn)條件的限制，沒有得到廣泛的應(yīng)用
4、。因此又采用分離器進出口單位體積氣體中的含塵量（即含塵濃度）的變化來求分離器的效率，這就是濃度法，其計算式：,式中：,C1,分離器進口濃度，毫克,/,米,3,；,C2,分離器出口深度，毫克,/,米,3,。,3,、總效率,在實際應(yīng)用的風網(wǎng)中，有時用多級分離器串聯(lián)起來進行分離，其風網(wǎng)中的總效率公式：,=1,（,1,）（,1,）,（,1,n,）,100%,式中：,1,第一級分離器效率，,%,；,2,第二級分離器效率，,%,；,n,第三級分離器效率，,%,；,分離器的分離效率與粉塵的分散度有密切關(guān)系。同一分離器當用來收集大顆粒粉塵時，分離效率較高；而用來收集小顆粒粉塵時，分離效率往往很低。,二、降塵室
5、和吸風分離器,（一）降塵室,降塵室亦稱灰房，它是一種最簡單的空氣分離設(shè)備，目的在于除去粗大塵粒，它的分離效率主要決定于塵粒大小，比重和室內(nèi)空氣速度。,普通的降塵室即為一大型容器或房屋。當含塵空氣流入時，由于截面突然擴大，氣流速度大大降低，灰塵因自身重力的作用而降落到降塵室的底部，空氣則從出口排出，降塵室空氣阻力一般為,510,毫米水柱。,為了延長含塵空氣在降塵室內(nèi)通行的過程，并使塵粒的動能加快消耗，常在降塵室內(nèi)裝設(shè)許多隔板。這種設(shè)有隔板的降塵室，叫做迷宮式降塵室。在迷宮式降塵室各個隔板間形成的空氣渦流，可以幫助塵粒在離心力作用下互相粘附而結(jié)成塵絮，這樣就可加快它的沉降，分離效率也可以提高。當然
6、，這種分離器對于空氣通過的阻力，比上述那種簡單的降塵室大得多，一般為,2040,毫米水柱。,為了提高降塵效率，在設(shè)計降塵室時，進入降塵室的含塵空氣風速,v,進,4.5,米,/,秒，降塵室內(nèi)風速,v,內(nèi),0.15,米,/,秒，降塵室出口風速,v,出,2.5,米,/,秒，降塵室長度,降塵室高度,h,乘以室內(nèi)風速,v,內(nèi),除以塵粒沉降速度,v,沉,。,（二）吸風分離器,吸風分離器就其原理來說，實質(zhì)是一種垂直氣流沉降設(shè)備，所不同的是：在這里沉降的是物料而不是粉塵。其結(jié)構(gòu)如圖所示。在垂直風道內(nèi)，物料被沉降，而空氣攜帶著粉塵進入沉降室，在沉降室中空氣與粉塵進一步分離，從而達到分離的作用。,沉降室長度,l,
7、越長，高度,h,越小，越有利于塵粒的沉降分離，但,l,也不能過大（占地面積大）。,（三）旋風分離器,旋風分離器是利用混合氣流旋轉(zhuǎn)運動時產(chǎn)生的離心力來分離氣體中的物料，這種分離物料的設(shè)備也叫做離心式分離器。這種運動使物料產(chǎn)生的離心力較重力大許多倍，因此分離效率較沉降室高得多，在木材工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。,旋風分離器是由內(nèi)筒（或稱為排氣管）、外筒和錐體三部分組成的。含塵空氣由分離器的進口切線方向進入分離器的內(nèi)外筒之間，由上向下作旋轉(zhuǎn)運動（形成,外渦旋,），逐漸到錐體底部。氣流中的灰塵在離心力的作用下被甩向外壁，由于重力作用以及向下氣流的帶動而落入底部集塵斗。向下的氣流到達錐體的底部后，沿分離器的軸心
8、部位轉(zhuǎn)而向上，形成旋轉(zhuǎn)上升的,內(nèi)渦旋,，并由分離器的出口排出。,氣流從除塵器頂部向下高速旋轉(zhuǎn)時，頂部壓力下降，一部分氣流會帶著細塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上，到達頂部后，在沿排出管旋轉(zhuǎn)向下，從排出管排出。這股旋轉(zhuǎn)向上的氣流,稱為上渦旋。,1,、旋風分離器的工作原理和結(jié)構(gòu)尺寸,旋風分離器各部分的尺寸按一定比例隨外圓直徑,D,來確定，圖為下旋,55,型旋風分離器的結(jié)構(gòu)尺寸比例。,2,、旋風分離器的選擇與使用,旋風分離器是靠離心力的作用收集粉塵，在考慮它的適應(yīng)性、選擇規(guī)格等都要從這點出發(fā)。,（,1,）選擇適當?shù)囊?guī)格，可保證獲得高效率,所選規(guī)格與需要處理的風量相適應(yīng)，不要采取大馬拉小車的辦法，即用大分離器處理
9、小風量。因為旋風分離器是離心力愈大，分離效果愈好。在圓周運動（或曲線運動）中，粉塵所受到的離心力：,F=ma,式中：,F,離心力，千克；,m,粉塵的質(zhì)量，千克；,a,粉塵的離心加速度，米,/,秒,2,。,因為,a=v,T,2,/R,式中：,v,T,塵粒的切向速度，米,/,秒；,R,氣流的旋轉(zhuǎn)半徑，米。,所以,F=mv,T,2,/R,上式中,v,T,也就是含塵氣流的入口速度，,同一臺分離器，處理風量愈大，即入口風速愈高產(chǎn)生的離心力愈大，分離效果就愈好。,但是，入口風速愈高，必然造成旋風分離器的空氣阻力增大。所以選擇適當?shù)囊?guī)格對于保證分離效率和減小的空氣阻力是極為重要的。,相同的處理風量可以選用不
10、同規(guī)格的旋風分離器。究竟選用哪一種規(guī)格的分離器為好，可根據(jù)工藝上的要求，設(shè)備安裝位置以及風機阻力平衡等情況來確定。,旋風分離器也可有同樣大小的兩個或幾個,并聯(lián),起來使用，這樣，旋風分離器就可用小一些，分離效率可以高一些。,應(yīng)該注意，旋風分離器并聯(lián)使用時，其所能處理的風量為各個旋風分離器風量之和，而阻力仍與單個使用時一樣。,當兩個旋風分離器,串聯(lián),使用時，也即含塵空氣經(jīng)一個旋風分離器處理后再進入一個旋風分離器時，,它所能處理的風量即為單個旋風分離器所能處理的風量，而阻力則為兩個旋風分離器阻力之和。,但是，它的分離效率一般提高不多，而阻力都要成倍地增加，所以兩個旋風分離器串聯(lián)起來使用需要盡量避免。
11、,（,2,）分離器的排灰口不漏風,排灰口的嚴密程度是保證分離效率的重要因素。排灰口處的負壓較大，稍不嚴密，都會產(chǎn)生較大的漏風，已沉集下來的粉塵必被上升氣流帶出排氣管。漏風,5%,，可使分離效率降低,50%,，漏風,15%100%,，效率等于零。排灰口的嚴密性應(yīng)由閉風器嚴格控制。,三個旋風分離器并聯(lián)使用,兩個旋風分離器串聯(lián)使用,BFL,系列高效旋風分離器,三、袋式除塵器,袋式除塵器是一種干式的高效除塵器。它利用纖維織物的過濾作用進行除塵。,對,0.5m,的粉塵，效率高達,98%99%,。,濾袋通常做成圓柱形（直徑為,120500mm,），有時也做成扁長方。濾袋長度一般為,26m,左右。近年來，由
12、于高溫濾料和清灰技術(shù)的發(fā)展，袋式除塵器在許多不同的工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。由于袋式除塵器的除塵效率高，有時凈化空氣的含塵濃度能達到衛(wèi)生標準的要求，這時可以直接返回車間再循環(huán)使用，以節(jié)省熱能。,（一）袋式除塵器的除塵原理,袋式除塵器是利用棉、毛、人造纖維等加工的濾料進行過濾的，濾料本身的網(wǎng)孔較大，一般為,2050m,，表面起絨的濾料約為,510m,。因此，,新濾料的除塵效率是不高的。,渡料使用一段時間后，由于篩濾、碰撞、滯留、擴散、靜電等原理，濾袋表面積聚了一層粉塵（這層粉塵稱為初層）。在以后的運行過程中，初層成了濾袋的主要的過濾層，依靠初層的作用，網(wǎng)孔較大的濾料也能獲得較高的除塵效率。隨著粉塵在
13、濾袋上的積聚，除塵器效率和阻力都相應(yīng)增加。當濾袋兩側(cè)的壓力差很大時，會把有些已附在濾料上的細小塵粒擠壓過去，使除塵器效率下降。另外除塵器的阻力過高，會使除塵系統(tǒng)的風量顯著下降，影響局部排風罩的工作效果。因此除塵器阻力達到一定數(shù)值后，要及時清灰。清灰時不能破壞初層，以免效率下降。,目前常用的袋式除塵器有簡易式布袋除塵器、反吹風除塵器、脈沖除塵器等。,（二）袋式除塵器的阻力,初次使用的濾袋，阻力是不高的，通常為,1525,毫米水柱左右，隨著粉塵在濾袋上的積聚，形成濾袋表面粉塵層，阻力不斷增加。粉塵層的阻力取決于過濾風速、氣體的含塵濃度和連續(xù)運行的時間。處理含塵濃度低的氣體時，清灰時間間隔（即濾袋連
14、續(xù)的過濾時間）可以適當加長；處理含塵深度高的氣體時，清灰時間間隔應(yīng)盡量縮短；進口含塵濃度低，清灰時間間隔短，清灰效果好的除塵器，可以選用較高的過濾風速。不同的清灰方式要選用不同的過濾風速就是這個原因。,常用袋式除塵器的過濾風速為：,簡易式除塵器：,0.30.5,米,/,分；,反吹風除塵器：,12.5,米,/,分；,脈沖除塵器：,2.54,米,/,分。,清灰不應(yīng)破壞初層，初層的阻力稱為殘留阻力，在一般情況下其阻力約為,70100,毫米水柱。,常用袋式除塵器阻力一般為：,簡易式除塵器：,1020,毫米水柱；,反吹風除塵器：,100120,毫米水柱；,脈沖式除塵器：,100120,毫米水柱。,（三）
15、清灰方法,清灰是袋式除塵器運行中十分重要的一環(huán)，目前常用的方法分為,機械清灰和氣流反吹清灰兩大類,。機械清灰包括手工清打，是濾袋在振打機構(gòu)的作用下，上下或左右運動，這種清灰方式容易使濾袋產(chǎn)生局部的損壞。也有是濾袋在振動器的作用下產(chǎn)生微振，從而使粉塵從濾袋上脫落。氣流反吹清灰是反吹氣流從相反方向通過濾袋和粉塵層，利用氣流力使粉塵從濾袋脫落。采用氣流清灰時，濾袋內(nèi)必須有支撐結(jié)構(gòu)，如撐環(huán)或網(wǎng)架，避免把濾袋壓扁。反吹氣流均勻通過整個濾袋，又稱為逆向氣流清灰。,反吹空氣可以有專門的風機供給，,反吹空氣經(jīng)中心管送到設(shè)在濾袋上部的旋臂內(nèi)，電動機帶動旋臂旋轉(zhuǎn)，使所有濾袋都得到均勻反吹。每只濾袋的反吹時間約為,
16、0.5,秒，反吹的時間間隔約為,15,分鐘左右，反吹風機的風壓約為,500,毫米水柱左右。,也可利用除塵器本身的負壓從外部吸入，采用后者，除塵器本身的負壓值不得小于,500,毫米水柱。,利用噴嘴噴出的壓縮空氣進行反吹的，是脈沖噴吹袋式除塵器，含塵空氣通過濾袋時粉塵阻留在濾袋外表面，凈化后的氣體經(jīng)文丘里管從上部排出。每排濾袋上方設(shè)一根噴吹管，噴吹管上設(shè)有與每個濾袋相對應(yīng)的噴嘴，噴吹管前端裝設(shè)脈沖閥，通過程序控制機構(gòu)控制脈沖閥的啟閉。脈沖閥開啟時，壓縮空氣從噴嘴高速噴出。帶著比自身的體積大,57,倍的誘導(dǎo)空氣一起經(jīng)文丘里管進入濾袋。濾袋急劇膨脹引起沖擊振動，使附在濾袋外的粉塵脫落。,壓縮空氣的噴吹壓力為,67kg/cm,2,，脈沖周期（噴吹的時間間隔）為,60,秒左右，脈沖寬度（噴吹一次的時間）為,0.10.2,秒。采用脈沖袋式除塵器必須要有壓縮空氣源，因此使用上有一定局限性。目前常用的脈沖控制儀有無觸點脈沖控制儀（采用晶體管邏輯電路和可控硅無觸點組成）、氣體脈沖控制儀和機械脈沖控制儀三種。,（四）濾料,濾料的性能對袋式除塵器的作用具有很大的影響，選擇濾料時必須考慮含塵氣體的特性如粉塵和氣
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