旋风除尘器工作原理

粮食工业的初步除尘和风力输送中的卸料器常常用到旋风分离器，该分离器又叫沙克龙分离器，该设备用在除尘上就是旋风除尘器。旋风除尘器是利用含尘气流作旋转运动产生的离心力，将尘粒从气体中分离并捕集下来的装置。旋风除尘器与其他除尘器相比，具有结构简单、没有运动部件、造价便宜、除尘效率较高、维护管理方便以及适用面宽的特点，对于收集5～10μm以上的尘粒，其除尘效率可达90%左右，它广泛应用于粮食、化工、炉窑、烟气等除尘和工厂通风除尘，也用于工业气力输送系统气固两相分离与物料风力烘干物料回收等。此外，旋风除尘器亦可以作为高浓度除尘系统的预除尘器，能与其他类型高效除尘器串联使用。旋风除尘器在粮食行业得到了广泛的应用，如原料输送、加工、包装等生产环节的除尘。

1 结构与原理。旋风除尘器按气流进气方式分为切流反转式、轴流反转式、直流式等。粮食行业除尘所使用的主要是切流反转式旋风器。工作原理为：含尘气体通过进口起旋结构产生旋转气流，进人旋风除尘器后，沿外壁自上而下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流到达锥体底部后，转而向上，沿轴心向上旋转。气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的作用下逐步移向除尘器内的外壁并因摩擦而减速，在气流和重力共同作用下沿外壁内侧面向下落入灰尘收集斗排出，去除了粉尘的气体汇向轴心区域继续旋转向上并由上部排气芯管排出。旋风除尘器的性能通常用其处理风量、除尘效率、设备阻力降3个主要技术指标来表示。处理风量系指除尘装置在单位时间内所能处理的含尘气体量，它取决于装置的型式和结构尺寸；除尘效率是除尘装置除尘后、气体中减少的粉尘含量与未除尘气体中粉尘含量尘的百分比；阻力降有时称压力降，它是含尘气体经过除尘装置所消耗能量的大小。压力损失大的除尘装置，在工作时能量消耗就大，运转费用高。

2 气体流动状态。旋风除尘器的气流是由切向、径向及轴向构成的复杂紊流状态。

（1）切向速度：切向速度在内、外旋流中方向一致朝外。切向速度在内旋流中随筒体半径的减小而减小，在外旋流中随筒体半径的减小而增加，在内、外旋流的交界面处达到最大值。切向分速度使粉尘颗粒在径向方向加速度的作用下产生由内向外的离心沉降速度，从而把粉尘颗粒推到圆筒壁依靠与筒壁的摩擦、减速、沉降而被分离。

（2）径向速度：径向速度在内旋流中方向朝外，在外旋流中方向朝内，在内、外旋流的交界面处形成一个假想的圆柱面。径向分速度使得气流在半径方向由外向内推到中心部涡核而随上升气流排离旋风除尘器，形成了旋风分离器的主流，使得旋风除尘器中气固相物质的较好分离。径向分速度的存在也导致了内旋气流在上升过程中流动状态的极度混乱，湍动剧烈形成大量旋涡，把在沉降段(圆筒部份)已与气体分离的尘粒重新又搅拌起来，造成部分尘粒被气体一起排离旋风除尘器的二次扬尘现象，形成了旋风分离器的次流，结果使旋风分离器除尘效效率下降。旋风分离器的边壁处和锥体下部气旋的交换处是二次扬尘的主要区域。

（3）轴向速度：轴向速度在筒体外壁附近方向朝下，靠近轴心部分方向朝上，且在轴心底部速度最大。当气流由锥筒体底部反转上升时，轴向速度会将已除下的粉尘重新带走，形成返混现象，影响除尘效率。此外，由于轴向分速度和径向分速度的存在，使得旋风除尘器在工作时经常形成上灰环和下灰环，其中下灰环对于粉尘颗粒捕集分离有一定的作用，而上灰环的存在使得原来已被捕集分离在圆柱体外筒内测边壁的粉尘先沿外筒内壁向上移动，然后沿顶盖下侧水平向内移动，又沿内筒外侧壁向下移动，最后短路随内筒内侧上升气流排离旋风器而降低设备除尘效率。由此可见，克服分离器分离效率不高的办法，必须从三方面着手，一是消除“上灰环”避免尘粒走短路；二是尽量减少固气分离段的湍流，降低二次杨尘的机会；三是克服尘粒在分离段的负沉降运动(径向运动)。