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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),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(diǎn)。分離裝置實(shí)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(fēng)分離器等；,利用過濾的作用，例如簡(jiǎn)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(shí)，首先要考慮它的性能，同時(shí)也要考慮它的總成本、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、處理風(fēng)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(shí)與其經(jīng)過管道時(shí)一樣，會(huì)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(shí)的能量差，它以這兩處的全壓差來表示。這個(gè)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(gè)值越小，動(dòng)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(cè)中查閱。對(duì)于旋風(fēng)分離器也可用下列公式計(jì)算。,H=H,動(dòng),千克,/,米,2,式中：
3、,H,旋風(fēng)分離器的空氣阻力。（千克,/,米,2,）；,旋風(fēng)分離器的阻力系數(shù)；,H,動(dòng),對(duì)應(yīng)于旋風(fēng)分離器進(jìn)口風(fēng)速的動(dòng)壓力（千克,/,米,2,）。,分離器效率,評(píng)價(jià)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(jìn)入分離器的粉塵重量的百分?jǐn)?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(jì)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(zhǔn)確，多用于實(shí)驗(yàn)室鑒定分離器的效率，其計(jì)算式：,式中：,分離器效率，,%,；,G1,進(jìn)入分離器的粉塵總量，克,/,時(shí)；,G2,分離器所收集下的粉塵量，克,/,時(shí)。,2,、濃度法,在實(shí)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(jìn)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(jì)算式：,式中：,C1,分離器進(jìn)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(shí)際應(yīng)用的風(fēng)網(wǎng)中，有時(shí)用多級(jí)分離器串聯(lián)起來進(jìn)行分離，其風(fēng)網(wǎng)中的總效率公式：,=1,（,1,）（,1,）,（,1,n,）,100%,式中：,1,第一級(jí)分離器效率，,%,；,2,第二級(jí)分離器效率，,%,；,n,第三級(jí)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(dāng)用來收集大顆粒粉塵時(shí)，分離效率較高；而用來收集小顆粒粉塵時(shí)，分離效率往往很低。,二、降塵室
5、和吸風(fēng)分離器,（一）降塵室,降塵室亦稱灰房，它是一種最簡(jiǎn)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(dāng)含塵空氣流入時(shí)，由于截面突然擴(kuò)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(zhǎng)含塵空氣在降塵室內(nèi)通行的過程，并使塵粒的動(dòng)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(gè)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(dāng)然
6、，這種分離器對(duì)于空氣通過的阻力，比上述那種簡(jiǎn)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(jì)降塵室時(shí)，進(jìn)入降塵室的含塵空氣風(fēng)速,v,進(jìn),4.5,米,/,秒，降塵室內(nèi)風(fēng)速,v,內(nèi),0.15,米,/,秒，降塵室出口風(fēng)速,v,出,2.5,米,/,秒，降塵室長(zhǎng)度,降塵室高度,h,乘以室內(nèi)風(fēng)速,v,內(nèi),除以塵粒沉降速度,v,沉,。,（二）吸風(fēng)分離器,吸風(fēng)分離器就其原理來說，實(shí)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(fēng)道內(nèi)，物料被沉降，而空氣攜帶著粉塵進(jìn)入沉降室，在沉降室中空氣與粉塵進(jìn)一步分離，從而達(dá)到分離的作用。,沉降室長(zhǎng)度,l,
7、越長(zhǎng)，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(fēng)分離器,旋風(fēng)分離器是利用混合氣流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)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(fēng)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(jìn)口切線方向進(jìn)入分離器的內(nèi)外筒之間，由上向下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（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(dòng)而落入底部集塵斗。向下的氣流到達(dá)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(shí)，頂部壓力下降，一部分氣流會(huì)帶著細(xì)塵粒沿外壁面旋轉(zhuǎn)向上，到達(dá)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(fēng)分離器的工作原理和結(jié)構(gòu)尺寸,旋風(fēng)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(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)尺寸比例。,2,、旋風(fēng)分離器的選擇與使用,旋風(fēng)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(diǎn)出發(fā)。,（,1,）選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)格，可保證獲得高效率,所選規(guī)格與需要處理的風(fēng)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(fēng)量。因?yàn)樾L(fēng)分離器是離心力愈大，分離效果愈好。在圓周運(yùn)動(dòng)（或曲線運(yùn)動(dòng)）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?yàn)?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(tái)分離器，處理風(fēng)量愈大，即入口風(fēng)速愈高產(chǎn)生的離心力愈大，分離效果就愈好。,但是，入口風(fēng)速愈高，必然造成旋風(fēng)分離器的空氣阻力增大。所以選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)格對(duì)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(fēng)量可以選用不
10、同規(guī)格的旋風(fēng)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(fēng)機(jī)阻力平衡等情況來確定。,旋風(fēng)分離器也可有同樣大小的兩個(gè)或幾個(gè),并聯(lián),起來使用，這樣，旋風(fēng)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(fēng)分離器并聯(lián)使用時(shí)，其所能處理的風(fēng)量為各個(gè)旋風(fēng)分離器風(fēng)量之和，而阻力仍與單個(gè)使用時(shí)一樣。,當(dāng)兩個(gè)旋風(fēng)分離器,串聯(lián),使用時(shí)，也即含塵空氣經(jīng)一個(gè)旋風(fēng)分離器處理后再進(jìn)入一個(gè)旋風(fēng)分離器時(shí)，,它所能處理的風(fēng)量即為單個(gè)旋風(fēng)分離器所能處理的風(fēng)量，而阻力則為兩個(gè)旋風(fēng)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(gè)旋風(fēng)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(fēng),排灰口的嚴(yán)密程度是保證分離效率的重要因素。排灰口處的負(fù)壓較大，稍不嚴(yán)密，都會(huì)產(chǎn)生較大的漏風(fēng)，已沉集下來的粉塵必被上升氣流帶出排氣管。漏風(fēng),5%,，可使分離效率降低,50%,，漏風(fēng),15%100%,，效率等于零。排灰口的嚴(yán)密性應(yīng)由閉風(fēng)器嚴(yán)格控制。,三個(gè)旋風(fēng)分離器并聯(lián)使用,兩個(gè)旋風(fēng)分離器串聯(lián)使用,BFL,系列高效旋風(fēng)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(jìn)行除塵。,對(duì),0.5m,的粉塵，效率高達(dá),98%99%,。,濾袋通常做成圓柱形（直徑為,120500mm,），有時(shí)也做成扁長(zhǎng)方。濾袋長(zhǎng)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(shí)凈化空氣的含塵濃度能達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，這時(shí)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(jìn)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(shí)間后，由于篩濾、碰撞、滯留、擴(kuò)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(yùn)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(dāng)濾袋兩側(cè)的壓力差很大時(shí)，會(huì)把有些已附在濾料上的細(xì)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(huì)使除塵系統(tǒng)的風(fēng)量顯著下降，影響局部排風(fēng)罩的工作效果。因此除塵器阻力達(dá)到一定數(shù)值后，要及時(shí)清灰。清灰時(shí)不能破壞初層，以免效率下降。,目前常用的袋式除塵器有簡(jiǎn)易式布袋除塵器、反吹風(fēng)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(fēng)速、氣體的含塵濃度和連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間。處理含塵濃度低的氣體時(shí)，清灰時(shí)間間隔（即濾袋連
14、續(xù)的過濾時(shí)間）可以適當(dāng)加長(zhǎng)；處理含塵深度高的氣體時(shí)，清灰時(shí)間間隔應(yīng)盡量縮短；進(jìn)口含塵濃度低，清灰時(shí)間間隔短，清灰效果好的除塵器，可以選用較高的過濾風(fēng)速。不同的清灰方式要選用不同的過濾風(fēng)速就是這個(gè)原因。,常用袋式除塵器的過濾風(fēng)速為：,簡(jiǎn)易式除塵器：,0.30.5,米,/,分；,反吹風(fēng)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(jiǎn)易式除塵器：,1020,毫米水柱；,反吹風(fēng)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(yùn)行中十分重要的一環(huán)，目前常用的方法分為,機(jī)械清灰和氣流反吹清灰兩大類,。機(jī)械清灰包括手工清打，是濾袋在振打機(jī)構(gòu)的作用下，上下或左右運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(shí)，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(gè)濾袋，又稱為逆向氣流清灰。,反吹空氣可以有專門的風(fēng)機(jī)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)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(shí)間約為,
16、0.5,秒，反吹的時(shí)間間隔約為,15,分鐘左右，反吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓約為,500,毫米水柱左右。,也可利用除塵器本身的負(fù)壓從外部吸入，采用后者，除塵器本身的負(fù)壓值不得小于,500,毫米水柱。,利用噴嘴噴出的壓縮空氣進(jìn)行反吹的，是脈沖噴吹袋式除塵器，含塵空氣通過濾袋時(shí)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(gè)濾袋相對(duì)應(yīng)的噴嘴，噴吹管前端裝設(shè)脈沖閥，通過程序控制機(jī)構(gòu)控制脈沖閥的啟閉。脈沖閥開啟時(shí)，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(jìn)入濾袋。濾袋急劇膨脹引起沖擊振動(dòng)，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(shí)間間隔）為,60,秒左右，脈沖寬度（噴吹一次的時(shí)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(diǎn)脈沖控制儀（采用晶體管邏輯電路和可控硅無觸點(diǎn)組成）、氣體脈沖控制儀和機(jī)械脈沖控制儀三種。,（四）濾料,濾料的性能對(duì)袋式除塵器的作用具有很大的影響，選擇濾料時(shí)必須考慮含塵氣體的特性如粉塵和氣
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