分离装置讲稿课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七节 分离装置,一、概述,分离装置的作用是将混合气流中的空气与散碎物料分离开来，使空气排入大气中，散碎物料被集中于指定地点。分离装置实际上是气力输送系统中的一种卸料装置，其工作效果（分离效率及压损）直接关系到气力输送系统的工作性能。,分离装置的类型,目前采用的分离装置种类形式繁多，根据其工作原理通常有以下几种：,利用尘粒的重力或惯性离心力的作用，例如降尘室、旋风分离器等；,利用过滤的作用，例如简易布袋分离器，脉冲分离器等；,利用水膜作用，例如水浴分离器等；,利用电气作用，例如电分离器等。,分离装置的性能,分离器的性能是指阻力与效率。在选择分离器时，首先要考虑它的性能，同时也要考虑它的总成本、运转费用、处理风量、占地面积、使用寿命及粉尘的回收能力等问题。,分离装置阻力,含尘气体在经过分离器时与其经过管道时一样，会由于阻力而产生的能量损失，这种损失常称为阻力或压损。压损就是气体经过分离器入口与出口时的能量差，它以这两处的全压差来表示。这个全压差就是分离器的阻力。阻力的单位可以采用毫米水柱或千克,/,米,2,。,分离器的阻力一般为几十到几百毫米水柱。这个值越小，动力的消耗也越少。目前，工厂常用的分离器空气阻力大小，可在手册中查阅。对于旋风分离器也可用下列公式计算。,H=H,动,千克,/,米,2,式中：,H,旋风分离器的空气阻力。（千克,/,米,2,）；,旋风分离器的阻力系数；,H,动,对应于旋风分离器进口风速的动压力（千克,/,米,2,）。,分离器效率,评价分离器的分离效果，常用该分离器所收集下的粉尘重量，占进入分离器的粉尘重量的百分数来表示，在分离技术上称为分离器的全效率，通称分离器效率。其计算方法有重量法与浓度法两种。,1,、重量法,此法所求得的效率较为准确，多用于实验室鉴定分离器的效率，其计算式：,式中：,分离器效率，,%,；,G1,进入分离器的粉尘总量，克,/,时；,G2,分离器所收集下的粉尘量，克,/,时。,2,、浓度法,在实际使用中，重量法受到生产条件的限制，没有得到广泛的应用。因此又采用分离器进出口单位体积气体中的含尘量（即含尘浓度）的变化来求分离器的效率，这就是浓度法，其计算式：,式中：,C1,分离器进口浓度，毫克,/,米,3,；,C2,分离器出口深度，毫克,/,米,3,。,3,、总效率,在实际应用的风网中，有时用多级分离器串联起来进行分离，其风网中的总效率公式：,=1,（,1,）（,1,）,（,1,n,）,100%,式中：,1,第一级分离器效率，,%,；,2,第二级分离器效率，,%,；,n,第三级分离器效率，,%,；,分离器的分离效率与粉尘的分散度有密切关系。同一分离器当用来收集大颗粒粉尘时，分离效率较高；而用来收集小颗粒粉尘时，分离效率往往很低。,二、降尘室和吸风分离器,（一）降尘室,降尘室亦称灰房，它是一种最简单的空气分离设备，目的在于除去粗大尘粒，它的分离效率主要决定于尘粒大小，比重和室内空气速度。,普通的降尘室即为一大型容器或房屋。当含尘空气流入时，由于截面突然扩大，气流速度大大降低，灰尘因自身重力的作用而降落到降尘室的底部，空气则从出口排出，降尘室空气阻力一般为,510,毫米水柱。,为了延长含尘空气在降尘室内通行的过程，并使尘粒的动能加快消耗，常在降尘室内装设许多隔板。这种设有隔板的降尘室，叫做迷宫式降尘室。在迷宫式降尘室各个隔板间形成的空气涡流，可以帮助尘粒在离心力作用下互相粘附而结成尘絮，这样就可加快它的沉降，分离效率也可以提高。当然，这种分离器对于空气通过的阻力，比上述那种简单的降尘室大得多，一般为,2040,毫米水柱。,为了提高降尘效率，在设计降尘室时，进入降尘室的含尘空气风速,v,进,4.5,米,/,秒，降尘室内风速,v,内,0.15,米,/,秒，降尘室出口风速,v,出,2.5,米,/,秒，降尘室长度,降尘室高度,h,乘以室内风速,v,内,除以尘粒沉降速度,v,沉,。,（二）吸风分离器,吸风分离器就其原理来说，实质是一种垂直气流沉降设备，所不同的是：在这里沉降的是物料而不是粉尘。其结构如图所示。在垂直风道内，物料被沉降，而空气携带着粉尘进入沉降室，在沉降室中空气与粉尘进一步分离，从而达到分离的作用。,沉降室长度,l,越长，高度,h,越小，越有利于尘粒的沉降分离，但,l,也不能过大（占地面积大）。,（三）旋风分离器,旋风分离器是利用混合气流旋转运动时产生的离心力来分离气体中的物料，这种分离物料的设备也叫做离心式分离器。这种运动使物料产生的离心力较重力大许多倍，因此分离效率较沉降室高得多，在木材工业中得到广泛应用。,旋风分离器是由内筒（或称为排气管）、外筒和锥体三部分组成的。含尘空气由分离器的进口切线方向进入分离器的内外筒之间，由上向下作旋转运动（形成,外涡旋,），逐渐到锥体底部。气流中的灰尘在离心力的作用下被甩向外壁，由于重力作用以及向下气流的带动而落入底部集尘斗。向下的气流到达锥体的底部后，沿分离器的轴心部位转而向上，形成旋转上升的,内涡旋,，并由分离器的出口排出。,气流从除尘器顶部向下高速旋转时，顶部压力下降，一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上，到达顶部后，在沿排出管旋转向下，从排出管排出。这股旋转向上的气流,称为上涡旋。,1,、旋风分离器的工作原理和结构尺寸,旋风分离器各部分的尺寸按一定比例随外圆直径,D,来确定，图为下旋,55,型旋风分离器的结构尺寸比例。,2,、旋风分离器的选择与使用,旋风分离器是靠离心力的作用收集粉尘，在考虑它的适应性、选择规格等都要从这点出发。,（,1,）选择适当的规格，可保证获得高效率,所选规格与需要处理的风量相适应，不要采取大马拉小车的办法，即用大分离器处理小风量。因为旋风分离器是离心力愈大，分离效果愈好。在圆周运动（或曲线运动）中，粉尘所受到的离心力：,F=ma,式中：,F,离心力，千克；,m,粉尘的质量，千克；,a,粉尘的离心加速度，米,/,秒,2,。,因为,a=v,T,2,/R,式中：,v,T,尘粒的切向速度，米,/,秒；,R,气流的旋转半径，米。,所以,F=mv,T,2,/R,上式中,v,T,也就是含尘气流的入口速度，,同一台分离器，处理风量愈大，即入口风速愈高产生的离心力愈大，分离效果就愈好。,但是，入口风速愈高，必然造成旋风分离器的空气阻力增大。所以选择适当的规格对于保证分离效率和减小的空气阻力是极为重要的。,相同的处理风量可以选用不同规格的旋风分离器。究竟选用哪一种规格的分离器为好，可根据工艺上的要求，设备安装位置以及风机阻力平衡等情况来确定。,旋风分离器也可有同样大小的两个或几个,并联,起来使用，这样，旋风分离器就可用小一些，分离效率可以高一些。,应该注意，旋风分离器并联使用时，其所能处理的风量为各个旋风分离器风量之和，而阻力仍与单个使用时一样。,当两个旋风分离器,串联,使用时，也即含尘空气经一个旋风分离器处理后再进入一个旋风分离器时，,它所能处理的风量即为单个旋风分离器所能处理的风量，而阻力则为两个旋风分离器阻力之和。,但是，它的分离效率一般提高不多，而阻力都要成倍地增加，所以两个旋风分离器串联起来使用需要尽量避免。,（,2,）分离器的排灰口不漏风,排灰口的严密程度是保证分离效率的重要因素。排灰口处的负压较大，稍不严密，都会产生较大的漏风，已沉集下来的粉尘必被上升气流带出排气管。漏风,5%,，可使分离效率降低,50%,，漏风,15%100%,，效率等于零。排灰口的严密性应由闭风器严格控制。,三个旋风分离器并联使用,两个旋风分离器串联使用,BFL,系列高效旋风分离器,三、袋式除尘器,袋式除尘器是一种干式的高效除尘器。它利用纤维织物的过滤作用进行除尘。,对,0.5m,的粉尘，效率高达,98%99%,。,滤袋通常做成圆柱形（直径为,120500mm,），有时也做成扁长方。滤袋长度一般为,26m,左右。近年来，由于高温滤料和清灰技术的发展，袋式除尘器在许多不同的工业部门得到广泛应用。由于袋式除尘器的除尘效率高，有时净化空气的含尘浓度能达到卫生标准的要求，这时可以直接返回车间再循环使用，以节省热能。,（一）袋式除尘器的除尘原理,袋式除尘器是利用棉、毛、人造纤维等加工的滤料进行过滤的，滤料本身的网孔较大，一般为,2050m,，表面起绒的滤料约为,510m,。因此，,新滤料的除尘效率是不高的。,渡料使用一段时间后，由于筛滤、碰撞、滞留、扩散、静电等原理，滤袋表面积聚了一层粉尘（这层粉尘称为初层）。在以后的运行过程中，初层成了滤袋的主要的过滤层，依靠初层的作用，网孔较大的滤料也能获得较高的除尘效率。随着粉尘在滤袋上的积聚，除尘器效率和阻力都相应增加。当滤袋两侧的压力差很大时，会把有些已附在滤料上的细小尘粒挤压过去，使除尘器效率下降。另外除尘器的阻力过高，会使除尘系统的风量显著下降，影响局部排风罩的工作效果。因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰。清灰时不能破坏初层，以免效率下降。,目前常用的袋式除尘器有简易式布袋除尘器、反吹风除尘器、脉冲除尘器等。,（二）袋式除尘器的阻力,初次使用的滤袋，阻力是不高的，通常为,1525,毫米水柱左右，随着粉尘在滤袋上的积聚，形成滤袋表面粉尘层，阻力不断增加。粉尘层的阻力取决于过滤风速、气体的含尘浓度和连续运行的时间。处理含尘浓度低的气体时，清灰时间间隔（即滤袋连续的过滤时间）可以适当加长；处理含尘深度高的气体时，清灰时间间隔应尽量缩短；进口含尘浓度低，清灰时间间隔短，清灰效果好的除尘器，可以选用较高的过滤风速。不同的清灰方式要选用不同的过滤风速就是这个原因。,常用袋式除尘器的过滤风速为：,简易式除尘器：,0.30.5,米,/,分；,反吹风除尘器：,12.5,米,/,分；,脉冲除尘器：,2.54,米,/,分。,清灰不应破坏初层，初层的阻力称为残留阻力，在一般情况下其阻力约为,70100,毫米水柱。,常用袋式除尘器阻力一般为：,简易式除尘器：,1020,毫米水柱；,反吹风除尘器：,100120,毫米水柱；,脉冲式除尘器：,100120,毫米水柱。,（三）清灰方法,清灰是袋式除尘器运行中十分重要的一环，目前常用的方法分为,机械清灰和气流反吹清灰两大类,。机械清灰包括手工清打，是滤袋在振打机构的作用下，上下或左右运动，这种清灰方式容易使滤袋产生局部的损坏。也有是滤袋在振动器的作用下产生微振，从而使粉尘从滤袋上脱落。气流反吹清灰是反吹气流从相反方向通过滤袋和粉尘层，利用气流力使粉尘从滤袋脱落。采用气流清灰时，滤袋内必须有支撑结构，如撑环或网架，避免把滤袋压扁。反吹气流均匀通过整个滤袋，又称为逆向气流清灰。,反吹空气可以有专门的风机供给，,反吹空气经中心管送到设在滤袋上部的旋臂内，电动机带动旋臂旋转，使所有滤袋都得到均匀反吹。每只滤袋的反吹时间约为,0.5,秒，反吹的时间间隔约为,15,分钟左右，反吹风机的风压约为,500,毫米水柱左右。,也可利用除尘器本身的负压从外部吸入，采用后者，除尘器本身的负压值不得小于,500,毫米水柱。,利用喷嘴喷出的压缩空气进行反吹的，是脉冲喷吹袋式除尘器，含尘空气通过滤袋时粉尘阻留在滤袋外表面，净化后的气体经文丘里管从上部排出。每排滤袋上方设一根喷吹管，喷吹管上设有与每个滤袋相对应的喷嘴，喷吹管前端装设脉冲阀，通过程序控制机构控制脉冲阀的启闭。脉冲阀开启时，压缩空气从喷嘴高速喷出。带着比自身的体积大,57,倍的诱导空气一起经文丘里管进入滤袋。滤袋急剧膨胀引起冲击振动，使附在滤袋外的粉尘脱落。,压缩空气的喷吹压力为,67kg/cm,2,，脉冲周期（喷吹的时间间隔）为,60,秒左右，脉冲宽度（喷吹一次的时间）为,0.10.2,秒。采用脉冲袋式除尘器必须要有压缩空气源，因此使用上有一定局限性。目前常用的脉冲控制仪有无触点脉冲控制仪（采用晶体管逻辑电路和可控硅无触点组成）、气体脉冲控制仪和机械脉冲控制仪三种。,（四）滤料,滤料的性能对袋式除尘器的作用具有很大的影响，选择滤料时必须考虑含尘气体的特性如粉尘和气