臥式旋風(fēng)水膜除塵器

　　(一)原理和結構
　　臥式旋風(fēng)水膜除塵器的結構見(jiàn)圖6—27。它具有橫置筒形的外殼和橫斷面為倒梨形的內芯，在外殼和內芯之間有螺旋導流片，筒體的下部接灰漿斗。
　　含塵氣體由一端沿切線(xiàn)方向進(jìn)入除塵器，并在外殼、內芯間沿螺旋導流片作螺旋狀流動(dòng)前進(jìn)，O后從另一端排出。每當含塵氣體經(jīng)一個(gè)螺旋圈下適宜的水面時(shí)，沿著(zhù)氣流方向把水推向外殼外壁上，使該螺旋圈形成水膜。當含塵氣體經(jīng)各螺旋圈后，除塵器各螺旋圈也就形成了連續的水膜。
　　臥式旋風(fēng)水膜除塵器的除塵原理是當含塵氣體呈螺旋狀前進(jìn)時(shí)，借離心力的作用使位移到外殼的塵粒被水膜粘附。另外，氣體每次沖擊水面時(shí)，也有清洗除塵作用，較細的塵粒為氣體多次沖擊水面而產(chǎn)生的水滴與泡沫所粘附和凝集而被捕集，或沉入水面，或為離心力甩向器壁后又被水膜除去。因此，臥式旋風(fēng)水膜除塵器不僅能除去10um以上的塵粒，而且能捕集更細小的塵粒，因而具有較高的除塵效率。臥式水膜除塵器適用于非粘固性及非纖維性粉塵，對具有較細塵粒及高濃度的系統也適用，常用于常溫和非腐蝕性的場(chǎng)合。
　　臥式旋風(fēng)水膜除塵器之所以有較高的除塵效率，是在于各螺旋圈外殼內壁形成完整的水膜和氣體對各圈水面的沖擊，以及產(chǎn)生大量的水滴與泡沫。為了達到上面的條件，要求有合理的橫斷面及各螺旋圈下都具有合適的水位即有合適的通道速度。
　　合理的橫斷面是為了使水和微塵粒能充分地接觸。為此，斷面下部的水擊部分應為上大下小的半徑，使氣體與水面接觸能產(chǎn)生較大的離心力，從而對水面產(chǎn)生較大的水擊現象。但半徑相差過(guò)大，含塵氣體與水接觸時(shí)間反而減少，水擊產(chǎn)生的水氣紊亂情況就會(huì )減弱。另外，上下兩半徑相差過(guò)大會(huì )造成兩側聯(lián)接圓弧趨向于直線(xiàn)，不利于在較小的氣體速度下水膜的相對穩定，而為形成相對穩定的水膜，勢必增加能量，故一般采用倒梨形的橫斷面。
　　外殼內壁上的水膜，能使由于離心力而移到外殼內壁的塵粒被粘附。同樣，在水膜附近作布朗運動(dòng)的微塵粒，只要與水膜相接觸，也被水膜所粘附，因而避免和減少了被氣體再次把粉塵帶出?？梢?jiàn)水膜能否在內壁上地形成，對除塵效率影響很大。水膜如果在內壁上沒(méi)有被充分形成，使塵粒和水進(jìn)一步混合，讓帶水的微塵粒被水膜捕集，必然會(huì )使部分粉塵隨氣體帶出。
　　在除塵器已定的條件下，除塵器內的水位高低是形成水膜的關(guān)鍵。水位過(guò)高，水膜厚且強烈，致使壓力損失過(guò)大；水位過(guò)低，水膜形不成。對于一個(gè)型號的除塵器，當氣量已定時(shí)，螺旋通道的氣速是固定不變的，隨著(zhù)水位的變化將出現不同的通道高度，則得到相應的平均通道氣速。此時(shí)水膜形成與否，由此時(shí)的平均通道氣速而定。
　　控制某一風(fēng)量，并以某一供水量連續加入灰漿斗內，使灰漿斗內水位不斷提高。在通道高度大于合適的通道商度時(shí)，水膜不能形成。隨著(zhù)水位的提高，水位接近合適的通道高度時(shí)，水膜即逐漸形成，但不完整。此時(shí)以水膜形式排出水量尚小于連續供水量，水位仍在上升。當水位達到合適的通道高度時(shí)。即得到了合適的平均通道氣速，此時(shí)形成了完整的水膜，以水膜形式排出水量同連續供水量相等，水位在通道高度處保持不變。除塵器在合適的平均通道氣速下長(cháng)期運行，這個(gè)平衡稱(chēng)為自動(dòng)平衡。
　　當氣量變小時(shí)，在原通道高度下就形不成水膜。此時(shí)，灰漿斗只有進(jìn)水，促使水位上升，通道高度變小。當達到新氣量相應的合適通道高度時(shí)，水膜形成。待排出水量同連續供水墻相等時(shí)，水位在新的氣量下達到新的平衡。同樣，當氣量變大時(shí)，也能得到一個(gè)新的平衡。因此，它能自動(dòng)調整合適的通道高度，在使用中適應氣量的變化。
　　當含塵氣體速度偏小時(shí)，在O不利的橫斷面頂點(diǎn)處，塵粒和水膜由于離心力小于重力而降落，塵粒不能達到外殼內壁，水膜中斷。根據計算分析，為使每一質(zhì)點(diǎn)，水滴能克服重力對它們的影響而不致降落，并能有足夠厚度的水膜(一般為5mm)，不同半徑R的O小氣體速度。
　　對于一個(gè)合理的斷面，當采用的氣速大于Umin時(shí)，一般水膜均能相對穩定形成，水膜呈湍流狀態(tài)。Re大于2320。
　　臥式旋風(fēng)水膜除塵器合適的氣量范圍和相對應的螺旋通道內平均氣速的范圍是通過(guò)實(shí)驗得到的。當使用氣量減少時(shí)，會(huì )出現除塵器壓力損失上升的現象，這是由于水位自動(dòng)調整、平衡后，通道高度處的局部壓力損失增加所致。因此，臥式旋風(fēng)水膜除塵器在灰漿斗全隔開(kāi)方式下有它的合適的氣量使用范圍，需根據氣量與壓力損失關(guān)系曲線(xiàn)和除塵系統允許除塵器的壓力損失值來(lái)確定。
　　圖6—29是除塵器壓力損失與螺旋通道氣速的關(guān)系圖。圖中四條曲線(xiàn)的形狀是相似的，只是由于除塵器大小不同、脫水方式不同、除塵器進(jìn)、出口靜壓孔的位置不同以及螺距水量比的不同等，引起了各條曲線(xiàn)的上下移動(dòng)。曲線(xiàn)表明，螺旋通道氣速在14～15m/s時(shí)，除塵器壓力損失O低。降低或提高螺旋通道氣速，除塵器壓力損失都會(huì )增加。
　　根據這些情況，臥式旋風(fēng)水膜除塵器的螺旋通道額定氣速取14.5m/s，11～16m/s為其使用范圍。
　　合適的螺距水量比，即形成適當水膜的連續供水量與螺旋導流片的螺距的比值是臥式旋風(fēng)水膜除塵器各圈形成水膜的一個(gè)控制手段。螺距水量比太大，不能形成完整水膜，降低了除塵效率，并造成螺旋通道內的干濕交界面產(chǎn)生積塵；太大時(shí)，各圈水膜過(guò)于強烈，壓力損失增大。試驗證明以0.5～0.8kg/mm螺距時(shí)的螺距水量比較合適。
　　臥式旋風(fēng)水膜除塵器的灰斗采用全隔開(kāi)的灰漿斗?？刂七B續供水量在連續運行時(shí)向第Ⅰ灰漿斗加水，當第Ⅰ灰漿斗水位達到平衡時(shí)，第Ⅰ灰漿斗就以水膜形式向第Ⅱ灰漿斗連續供水，以此傳遞，并在O后的灰漿斗下部以水封形式溢流排出。當除塵器各圈水位平衡時(shí)，排出水量與供水量相等。由于連續供水，以水膜形式順次流到其他灰漿斗，因此各灰漿斗必須保持互不漏水，否則可因灰漿斗內水漏到其他斗內，使水位自動(dòng)平衡破壞，不能形成水膜而降低除塵效率。
　　除塵器的凈化氣體應進(jìn)行脫水處理，通常用旋風(fēng)脫水和檐板脫水。旋風(fēng)脫水是在脫水段設置一插入管，使除塵后的氣體在脫水段繼續作旋轉運動(dòng)，在離心力作用下，將它所挾帶的水甩至外殼內壁，再落到O后一個(gè)灰漿斗。脫水后的氣體從中心插入管排出。插入管管口的形式如圖6—30。III型管口由于有較大的擴散管及連接法蘭，對阻擋這部分水進(jìn)入插入管較有利，且壓力損失也小。
管口的插入深度經(jīng)試驗以350mmO為合適。壓力損失隨插入深度的增加略有增加，但數值不超過(guò)5mmH₂O。檐板脫水是在脫水段設上下檐式擋水板，利用進(jìn)入脫水段的氣流偏側的特點(diǎn)，挾水氣體先后與上部和下部擋水板相撞，被迫拐彎，利用慣性力使氣水分離。水點(diǎn)為擋水板捕集，積成大水滴后流入灰漿斗。氣體從O后一圈螺旋通道切向進(jìn)入空間較大的脫水段后，速度分布還很不均勻。在通道口的對側速度較大，氣體挾水較多，而通道口的同側，速度較低，甚至形成渦流。氣體挾水也較少。因此可把脫水段下部的檐板裝在通道口對側，使其迎著(zhù)速度較高且挾水較多的氣體，以提高脫水效果。如把較大的一塊檐板裝在下部效果更好。檐式擋水板的結構如圖6—31。
　　在生產(chǎn)中有時(shí)會(huì )引起氣量或供水量突然增加并造成除塵器出口帶水。為阻止此時(shí)把水帶入風(fēng)機，在除塵器后的水平管道上裝設重力泄水管，以保護風(fēng)機。由氣體從除塵器帶出的水，在管道內受重力作用而沉于底部緩慢地順氣流方向流動(dòng)。旋風(fēng)脫水時(shí)帶出的水，在插入管內旋轉1～2螺距后也同樣沉于底部。當管底的水流經(jīng)泄水管時(shí)，幾乎全被泄水管脫下而不會(huì )進(jìn)入風(fēng)機。
　　(二)系列
　　臥式旋風(fēng)水膜除塵器系列，結構形式和設計參數如下：
　　(1)臥式旋風(fēng)水膜除塵器系列的設計額定氣量為1500～30000m／s，其間分11個(gè)型號。額定螺旋通道氣速(或進(jìn)口氣速)為14.5m/s，使用氣速范圍為11～16m/s。
　　(2)橫斷面為倒梨形，內芯與外殼直徑比為1：3。三個(gè)螺旋圈，等螺距、水平安裝。全隔開(kāi)式灰漿斗。
　　(3)螺旋通道長(cháng)寬比，即通道寬度與螺距之比為O.7～0.8。
　　(4)脫水方式分檐板和旋風(fēng)兩種。采用檐板脫水時(shí)，其O大出口氣速即O大使用氣量下氣速為3m/s，兩檐板間O大氣速為4m/s。
　　(5)7～11型號的除塵器也可采用旋風(fēng)脫水，其脫水段長(cháng)度與插入管插入深度比為1：0.645～0.655，其脫水段直徑與喇叭口直徑比為1：0.745～0.755。
　　(6)除塵器采用定期排灰漿后換水和連續供水、排水相結合的操作制度，灰漿排放閥宜用快放閥。
　　(7)在除塵器后的系統管道水平段內，應設置泄水管，以防止系統出口帶水。