第三节 旋风水膜除尘器

旋风除尘器的除尘原理
旋风除尘器是一种常见的工业除尘设备，其原理主要通过离心力的作用来分离空气中的粉尘颗粒。

它的工作过程可以概括为以下几个步骤：
1. 空气进入旋风除尘器：空气中含有粉尘颗粒的污染气体通过进气口进入旋风除尘器的内部。

2. 形成旋转气流：进入除尘器内部的污染气体在高速进入后，被导流板引导形成一个旋转的空气流动。

3. 分离粉尘颗粒：旋转的气流中的粉尘颗粒受到离心力的作用，被迫沿着旋转气流的方向运动，并在离心力的作用下从气流中分离出来。

4. 收集粉尘：分离出来的粉尘颗粒会沿着旋风除尘器内壁的下部滑落，最后通过底部的排料口收集出来。

5. 净化气体排放：经过分离处理后的净化气体则从旋风除尘器的出口排放出去。

旋风除尘器的主要特点是结构简单、操作稳定，并能够有效去除大部分的粉尘颗粒。

然而，对于细小颗粒或具有黏性的颗粒，旋风除尘器的除尘效果可能会受到一定的限制。

因此，在应用旋风除尘器时，需要结合实际情况选择合适的除尘设备来达到更好的净化效果。

实验四GR 型消烟除尘脱硫一体化装置的模拟实验一、实验意义和目的燃煤锅炉排放的烟气含有大量的二氧化硫和烟尘，是目前我国主要的大气污染源之一，若不对该烟气加以净化处理，将会造成严重的大气污染。

GR 型消烟除尘脱硫一体化装置是成熟先进的烟气净化装置，它是集消烟、除尘、脱硫为一体的高效锅炉净化装置，该设备具有效率高，投资少，无二次水污染等特点，经全国多家锅炉应用运行表明其处理效果良好，出口烟气各项指标均达到国家规定的标准要求。

通过本实验应达到以下目的：（1）了解湿式除尘脱硫一体化装置的组成及运行过程； （2）掌握湿式除尘脱硫一体化装置的工作原理；（3）掌握采用烟气平行采样仪测定烟气中烟尘和二氧化硫浓度的方法； 二、实验原理GR 型消烟除尘脱硫一体化装置的消烟除尘及脱硫原理 （1）消烟除尘原理湿式消烟除尘脱硫过程是以水、气、固三相工艺技术组成的一个系统，如何增大水、气、固的接触面积将直接影响消烟除尘脱硫效果，为增大接触面积，湿式净化装置，采用自激式核凝原理实现消烟除尘脱硫。

内部结构是在除尘室内设置自循环给水、收缩段、弧形板、扩张段、阶段折流等。

作用过程是烟气通过风机作用产生高速气流冲击液面，由于烟气气速高、气温高，可产生大量微小水滴及过饱和水蒸气，较大烟气在流动过程中与直碰撞聚结沉降，微细烟气作为过饱和蒸气的凝结核，均匀地冷凝于每个微粒上凝聚增大，由0.1~1μm 增大到5μm 以上，经过较长的折流挡板和气液分离器将液固混合物从烟气中分离，达到消烟除尘脱硫效果。

（2）脱硫的主要原理湿式脱硫的主要作用有两个：一是水对二氧化硫的物理吸收剂，二氧化硫溶于水SO 2+H 2O=H 2SO 3，这是一个可逆过程，烟气脱硫效果受到最大溶解度的限制；二是化学吸收，烟气中SO 2与水中碱性物质发生中和反应，反应机理如下：-++→→+323222)(SO H H SO H O H SO 液-+-+→2332SO H SO H OH OH H 2→++)()(22液气SO SO →从反应机理来看，脱硫效率受到气、液、固三相湍流状态和洗涤液的浓度及碱度有关。

旋风除尘器工作原理引言概述：旋风除尘器是一种常见的工业除尘设备，其工作原理基于旋风力学原理。

本文将详细介绍旋风除尘器的工作原理，包括引言概述、正文内容和总结三个部份。

正文内容：1. 旋风除尘器的基本原理1.1 旋风除尘器的结构旋风除尘器由进气口、旋风分离器、排气口和废气排放管组成。

进气口将含有颗粒物的废气引入旋风分离器，分离器内部形成旋风流动。

1.2 旋风力学原理旋风分离器内部的旋风流动产生离心力，离心力使得颗粒物受到离心力的作用而分离出来，从而实现除尘的目的。

2. 旋风除尘器的工作过程2.1 进气口的作用进气口将含有颗粒物的废气引入旋风分离器，形成旋风流动。

2.2 旋风分离器的作用旋风分离器内部的旋风流动使得颗粒物受到离心力的作用而分离出来，从而实现除尘的目的。

2.3 排气口的作用排气口将经过旋风分离的干净气体排出，从而减少环境污染。

3. 旋风除尘器的优点3.1 高效除尘旋风除尘器能够有效地分离出颗粒物，提供高效的除尘效果。

3.2 适合范围广旋风除尘器适合于各种工业领域，如水泥厂、电厂、冶金厂等。

3.3 维护成本低旋风除尘器的维护成本相对较低，不需要频繁更换滤芯等耗材。

4. 旋风除尘器的局限性4.1 无法处理细小颗粒物旋风除尘器对于细小颗粒物的分离效果较差，需要配合其他除尘设备使用。

4.2 需要占用一定空间旋风除尘器需要一定的安装空间，对于场地有限的工厂来说可能会有一定的局限性。

5. 旋风除尘器的应用案例5.1 水泥厂的除尘水泥厂生产过程中会产生大量的粉尘，旋风除尘器能够有效地将粉尘分离出来，减少环境污染。

5.2 电厂的除尘电厂燃煤产生的废气中含有大量的颗粒物，旋风除尘器可以将颗粒物分离出来，保护环境。

5.3 冶金厂的除尘冶金厂生产过程中会产生大量的烟尘，旋风除尘器能够有效地将烟尘分离出来，减少空气污染。

总结：通过对旋风除尘器的工作原理进行详细阐述，我们了解到旋风除尘器通过旋风力学原理实现颗粒物的分离。

采暖通风重复使用图集10号卧式旋风水膜除尘器旋风脱水（风量25000米3/小时）目录序号图名页号1 目录 12 总说明 23 10号卧式旋风水膜除尘器总图（旋风脱水） 64 上体 75 上体零件图 86 灰浆斗Ⅰ 257 灰浆斗Ⅱ 268 灰浆斗Ⅲ 279 清扫孔 2810 观察孔 2911 供水管路 3012 溢流筒 31总说明一、适用范围本除尘器适用于非粘固性灰尘，其结构适用于常温和非腐蚀性气体。

溢流筒是按除尘器出口处静压（正或负）不超过300毫米水柱设计的。

二、型号与性能本除尘器额定风量是以螺旋通道风速（或进口风速）为14.5米/秒计算的，其型号系列、规格性能煎表一，阻力性能见图二，除尘效率见表二。

除尘效率随连续供水量的加大而稍增高，随进口风速的提高而稍下降。

三、型式本除尘器按脱水方式分檐板脱水和旋风脱水两种；按导流片旋转方向分右旋和左旋两种；按进口方式方式分A式和B式两种，见图一。

选用时需全部注明。

如：“8号卧式旋风水膜除尘器，檐板脱水，右旋A式”。

本图是按右旋A式绘制的。

四、配用部件1～6号除尘器的灰浆快放阀（φ150）图号为CT531（十八）；7～11号除尘器的灰浆快放阀（φ200）图号为CT531（十九）；1～11号除尘器支架图号为CT531（十七）。

为了预防除尘器操作不慎致使系统出口带水，建议除尘器的后风管的水平段设置泄水管。

其图号为CT531（二十）。

五、使用管理1、在每次使用前打开阀门1（见图一），向除尘器各灰浆斗加水，待水位到观察孔红线附近时关闭阀门。

2、在除尘器首次使用时，开启并调节阀门2，待自溢流筒流出的水量稳定地符合表一所列连续供水量时，固定阀门2的开启度。

3、电磁阀3与通风机联锁，同时开闭。

当截止阀代替电磁阀3时，亦需保持与通风机同时开闭。

4、当灰浆斗加水过多时，可打开阀门4放水。

5、在使用中根据风量及初含尘浓度总结初定期排放灰浆的周期。

但一般不超过8小时排放一次。

一、旋风除尘器的结构与工作原理浏览字体设置：10pt放入我的网络收藏夹一、旋风除尘器的结构与工作原理1．结构旋风除尘器的结构由进气口、圆筒体、圆锥体、排气管和排尘装置组成，如图5-4-1所示。

图5-4-1 旋风除尘器组成结构图2．工作原理旋风除尘器的工作原理见动画f5-4-1所示。

当含尘气流由切线进口进入除尘器后，气流在除尘器内作旋转运动，气流中的尘粒在离心力作用下向外壁移动，到达壁面，并在气流和重力作用下沿壁落入灰斗而达到分离的目的。

动画f5-4-13．旋风除尘器内的流场分析（1）流场组成外涡旋——沿外壁由上向下旋转运动的气流。

内涡旋——沿轴心向上旋转运动的气流。

涡流——由轴向速度与径向速度相互作用形成的涡流。

包括上涡流——旋风除尘器顶盖，排气管外面与筒体内壁之间形成的局部涡流，它可降低除尘效率；下涡流——在除尘器纵向，外层及底部形成的局部涡流。

（2）旋风除尘器内气流与尘粒的运动含尘气流由切线进口进入除尘器，沿外壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流即为外涡旋。

外涡旋到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后经排出管排出。

这股向上旋转的气流即为内涡旋。

向下的外涡旋和向上的内涡旋，两者的旋转方向是相同的。

气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，要向外壁移动。

到达外壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，沿壁面落入灰斗。

气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部的压力发生下降，一部分气流会带着细小的尘粒沿外壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，从排出管排出。

这股旋转气流即为上涡旋。

如果除尘器进口和顶盖之间保持一定距离，没有进口气流干扰，上涡旋表现比较明显。

对旋风除尘器内气流运动的测定发现，实际的气流运动是很复杂的。

除切向和轴向运动外还有径向运动。

特·林顿（T.Linden）在测定中发现，外涡旋的径向速度是向心的，内涡旋的径向速度是向外的，速度分布呈对称型。

（3）切向速度切向速度是决定气流速度大小的主要速度分量，也是决定气流中质点离心力大小的主要因素。

《旋风除尘器》课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握旋风除尘器的基本结构和工作原理，理解其在工程中的应用。

2. 学生能够描述旋风除尘器的选型原则和设计要点，了解不同类型旋风除尘器的特点。

3. 学生能够运用物理和数学知识分析旋风除尘器的性能参数，如除尘效率、压力损失等。

技能目标：1. 学生能够运用CAD软件绘制旋风除尘器的结构图，并进行简单的结构分析。

2. 学生能够运用实验方法测试旋风除尘器的性能，并处理实验数据，撰写实验报告。

3. 学生能够通过小组合作，设计并优化旋风除尘器的结构，提高除尘效率。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到旋风除尘器在环境保护和工业生产中的重要性，培养环保意识和工程责任感。

2. 学生在小组合作中，学会沟通、协作和解决问题，培养团队合作精神。

3. 学生在探索旋风除尘器相关知识的过程中，培养对科学研究的兴趣和热情。

课程性质：本课程为高二年级物理学科拓展课程，结合工程实际，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

学生特点：高二年级学生已具备一定的物理知识和实验技能，具有较强的学习能力和动手能力。

教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力，培养学生解决实际问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。

通过本课程的学习，使学生能够将物理知识与实际工程相结合，为未来的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 引入旋风除尘器的基本概念，介绍其在环保和工业领域的应用，阐述学习旋风除尘器的重要性。

相关教材章节：第二章 环境保护设备2. 讲解旋风除尘器的结构组成、工作原理及分类，分析不同类型旋风除尘器的特点。

相关教材章节：第二章 环境保护设备，第三节 除尘器3. 学习旋风除尘器的选型原则、设计方法和性能评估指标，如除尘效率、压力损失等。

相关教材章节：第二章 环境保护设备，第四节 除尘器的设计与选型4. 通过CAD软件教学，指导学生绘制旋风除尘器结构图，并进行简单的结构分析。

旋风除尘器是利用气流旋转过程中作用在粉尘上的离心力，使粉尘从含尘气流中分离出来的设备。

旋风除尘器的结构原理及优缺点普通旋风除尘器的结构如图1所示，它是由进口、筒体、锥体、排出管(内筒)4部分组成的。

含尘气流由除尘器进口沿切线方向进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，这股从上向下旋转的气流称为外旋涡。

外旋涡到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转，最后从排出管排出。

这股从下向上的气流称为内旋涡。

向下的外旋涡和向上的内旋涡旋转方向是相同的。

气流作旋转运动时，粉尘在离心力的作用下甩向外壁，到达外壁的粉尘在下旋气流和重力的共同作用下沿壁面落入灰斗。

图1旋风除尘器1—进口2—筒体3—锥体4—排出管旋风除尘器的优缺点旋风除尘器的优点有：(1)结构简单，造价低；(2)除尘器中没有运动部件，维护保养方便；(3)可耐400℃高温，如采用特殊的耐高温材料，还可以耐受更高的温度；(4)除尘器内敷设耐磨内衬后，可用以净化含高磨蚀性粉尘的烟气。

其缺点是：(1)对捕集微细粉尘(小于5μm)和尘粒密度小的粉尘(如纤维性粉尘)除尘效率不高；(2)由于除尘效率随筒体直径的增加而降低，因而单个除尘器的处理风量受到一定限制。

影响旋风除尘器性能的主要因素1．进口速度。

旋风除尘器内气流的旋转速度，是由进口速度造成的。

增加进口速度，能提高除尘器内气流的旋转速度vt，使尘粒所受到的离心力(尘粒所受离心力，式中：m为尘粒质量，kg；vt为尘粒的旋转速度，可近似认为等于该点气流的旋转速度，m／s；r为旋转半径，m)增大，从而提高除尘效率，同时也增大了除尘器的处理风量。

但进口速度不宜过大，过大会导致除尘器阻力急剧增加(除尘器阻力与进口速度的平方成正比)，耗电量增大，而且，当进口速度增大到一定限度后，除尘效率的增加就非常缓慢，甚至有所下降。

这主要是由于除尘器内部涡流加剧，破坏了正常的除尘过程造成的。

因此，最适宜的进口速度一般应控制在12～20m／s之间。