旋风水膜除尘器

卧式旋风水膜除尘器是平置式除尘设备。它的特点是除尘效率较高、阻力损失较小、耗水量少和运行、维护方便等，但也存在除尘效率不稳定、难以控制适当水位等问题。

1.除尘器构造和除尘原理

除尘器构造，它具有横置筒形的外壳和内芯，横断面为倒卵形或倒梨形。在外壳与内芯之间有螺旋导流片，简体的下部接灰浆斗。含尘气体由一端沿切线方向进人除尘器，并在外壳、内芯间沿螺旋导流片作螺旋状流动前进，最后从另一端排出。每当含尘气流经过一个螺旋圈下合适的水面时，随着气流方向把水推向外壳内壁上，使该螺旋圈形成水膜。当含尘气流经过各螺旋圈后除尘器各螺旋圈也就形成连续的水膜。

卧式旋风水膜除尘器的除尘原理如下：含尘气流呈螺旋状进入除尘器中，借离心力的作用使位移到外壳的灰尘颗粒为水膜所除去；另外，气流每次冲击水面时，也有清洗除尘作用而较细的灰尘为气流多次冲击水面而产生的水雾、水花所吸捕、凝聚，加速向除尘器外壳位移，最终为水膜所除去，因而具有较高的除尘效率。在除尘器后采样滤膜上 所获粉尘颗粒表明：颗粒直径在5μm 以上的灰尘极少，大部分为3μm以下。至于水膜形状，据试验中观察，水膜上升侧较为紊乱，如煮沸的稀粥状，而水膜下降侧较为平滑。当一定速度的含尘气流离开合适的各圈水面时带有大量的水雾、水花，根据它不同的质量被离心力先后甩到外壳内壁的水膜上。除尘器一般使用的横断面形状。

除尘器横断面应符合除尘原理要求，即在较低的阻力损失下，使各螺旋圈形成完整的水膜；在气流冲击水面后引起更多的水雾、水花，使气、水混合得更激烈、更均匀；另外气流在螺旋通道中前进时，产生较大的离心力，以取得较高的除尘效率。

2.阻力与风量关系

除尘器的阻力与风量或螺旋通道风速的关系试验。在1250～1750m3/h风量范围内，在形成等流量水膜各自相应的工作通道风速下（即除尘器内芯底至水面的通道截面处平均风速），（d）型除尘器阻力损失较小，（b）型阻力损失较大。在1500m/h设计额定风量下，（d）、（a）、（b）三种横断面的阻力损失分别为620Pa、710Pa、770Pa。总的说来，三种横断面的除尘器的试验风量范围内，阻力损失是随着风量的提高而提高的，当超过1750m/h时，其阻力损失提高的幅度逐渐增大，这说明了这种除尘器有它合适的风量使用范围。

3.除尘效率与风量关系

除尘效率随粉尘的性质而定，对比试验以耐火黏土作为试验粉尘，试验控制条件同上。在设计额定风量下，三种模型的除尘效率为98.1%~98.3%。在1250~1750m3/h试验风量范围内，除尘效率无大差异，（b）型稍高，（a）型稍低，它们共同试验结果是随着风量的提高，除尘效率略有降低。

以上试验结果，说明各圈在形成完整、强度均匀、适当的水膜条件下，三种横断面的性能差异不大，主要考虑加工方便，占地面积小的特点。（d）型的横断面进行工业试验。

4：除尘器的水位控制

卧式旋风水膜除尘器要有较高的除尘效率，要求除尘器具有合理的横断面，各螺旋圈具有可形成完整且强度均匀的水膜的合适水位，即具有合适的工作通道风速。在运行过程中，保持除尘器各螺旋圈都具有合适的工作通道风速是关键的问题。

当卧式旋风水膜除尘器在灰浆斗全隔开的试验条件下，各螺旋圈控制在无在除尘器灰浆斗全隔开状况下，控制加水使形成不同圈数的完整水膜下进行测定，除尘效率随着形成完整水膜圈数的增多而提高，而3圈内都无水时，除尘效率将大幅度降低。在设计额定风量为 1500m/h 的情况下，当形成3 圈、2 圈、1 圈水膜和3圈全无水膜时，其除尘效率分别为98.5%、96.5%、94.5%和65%。

上述试验结果都说明了卧式旋风水膜除尘器能否在外壳内壁形成水膜对除尘效率影响极大。这同工厂实际使用中的情况是一致的，只要除尘器在运行中能形成完整水膜，它就能取得较高的除尘效率；反之，除尘效率就降低。另外，也可看出，在采用耐火黏土作粉尘时卧式旋风水膜除尘器一般为3圈是比较合适的。当进入除尘器粉尘初浓度较大或粉尘分散度较高时，可适当再增1~2圈，以取得更高的除尘效率，使在一定范围内对排出口含尘浓度有所控制，这也是该除尘器的一个特点。

水位控制的目的是使各螺旋圈形成完整且强度均匀、适当的水膜。各圈形成完整的水膜、保持高的效率；各圈水膜强度均匀、适当，保持低的阻力损失，此外还要求除尘器能长期、稳定地在低阻损、高效率工况下运行。

5.形成水膜的关键

在除尘器已定的条件下，其运行风量一定时螺旋通道内风速是固定不变的，随着水位的高低将出现不同的工作通道高度h，得到相应的工作通道风速v（图6-17），此时水膜形成与否，由vh的值而定。

卧式旋风水膜除尘器型号大小不同，每一种型号又存在着实际使用的风量不同，合适的vh是随上述的因素而变化的，因此很难给出一系列的合适的Uh来控制水位。但从理论上分析，以上各种情况下总存在着某一相对应的合适的Uh。在除尘器灰浆斗全隔开时（图6-16），使风量固定在某一风量时，以固定一个供水量连续加入灰浆斗工内，则灰浆斗I内水位将不断提高。当vh增大并接近合适的v时，水膜逐渐形成，但不完整，此时以水膜形式通过螺旋通道排至灰浆斗Ⅱ的水量尚濒于连续供水量，水位仍在上升，当水位达到合适工作通道高度时，即得到合适的vh。此时形成完整水膜，以水膜形式排出水量同连续供水量相等，使水位保持不变。因而除尘器在合适的v下长期运行，这个平衡，称为自动平衡。第2圈、第3圈的水位平衡亦依此类推。水膜强度是由连续供水量所控制的，通过试验找到合适的螺距水量比，即螺距与形成适当强度水膜的连续供水量的比值，以这个供水量连续加人灰浆斗Ⅱ，以达到各圈水膜完整均匀，强度适当。

当风量变小时，要求相应的合适工作通道高度变小，在原通道高度下，工作通道风速过小，就形不成水膜，这时灰浆斗Ⅱ只有连续进水，使通道水位上升。当达到与新风量相应的合适工作通道高度时，水膜又完整地形成，以水膜形式带走的水量与供水量再次相等，就建立起新的平衡。反之当风量变大时，其相应的合适通道高度将增大，就出现水膜强烈且流速加快，以水膜形式排出水量大于连续供水量，促使灰浆斗内水位下降，很快又在新的风量下再建立新的平衡。因此灰浆斗在采取全隔开措施后，各圈都能随使用风量自动调至合适的vh，并长期、稳定地保持。合适的螺距水量比是卧式旋风水膜除尘器各圈形成完整水膜且强度均匀、适当的一个控制手段。

当螺距水量比太小时，不能形成完整的水膜，既降低了除尘效率，又出现螺旋通道内的干湿交界面产生结灰现象；当螺距水量比太大时，则各圈水膜过于强烈，阻损增大，而效率提高甚微。

另外除尘器的连续供水压力要比较稳定，由供水压力变化造成连续供水量的大幅度波动，会引起除尘器运行工况和性能的不稳定，这是应当避免的。采取灰浆斗全隔开措施，并改变供水操作制度，能使除尘器长期、稳定地在各圈都形成完整且强度均匀、适当的水膜。由于水膜完整，也消除了螺旋通道内的结灰现象。而且会长期、稳定地保持除尘器的高效、低阻工况，这是由于通道高度能自动平衡的结果。

6.脱水装置

卧式旋风水膜除尘器，用重力脱水，或加挡水板，大部分存在着程度不同的带水现象。应用较好的脱水装置有檐式脱水和旋风离心脱水装置。

（1）檐式挡水板脱水装置 在模型上进行了檐式挡水板脱水试验（额定风量为1500m/h），将两块类似房檐的挡板装在脱水段内，使携水气流在脱水段内先后与下部和上部的檐式挡水板相撞，被迫拐弯，利用惯性力使气水分离。两檐板间风速为4.3m/s。有很好的脱水效果，结构简单，不易粘泥，维护方便，阻力150Pa左右。

（2）旋风脱水装置 利用气流在卧式人口除尘器内做旋转运动，并以切线方向进入脱水段的特点，在除尘器端部中心插入一圆管导出气流，这样脱水段本身就构成一个卧式旋风脱水器。这种结构使除尘后的气流在脱水段继续做旋转运动，在离心惯性力作用下，将它携带的水甩至外壳内壁，再落人最后一个灰浆斗，脱水后的气流从中心插入管排出。

（3）泄水管 不论采取什么脱水方法，难免造成除尘器出口带水。为防止上述现象发生时把水带入风机，在除尘器后的水平管道上装上泄水管十分有利。卧式旋风水膜除尘器，其横断面为倒梨形，内芯与外壳直径比为1：3。三个螺旋圈，等螺距、水平安装。全隔开式灰浆斗。螺旋通道长宽比，即通道宽度与螺距之比为0.7～0.8。按其脱水方式分檐板脱水和旋风脱水两种；按导流板旋转方向分右旋和左旋；按进口方式分上进的A式和水平的B式。右旋、A式、檐板脱水（用于1~11号除尘器）形式；右旋、B式、旋风脱水（用于7~11号除尘器）形式。