旋风除尘器(Cyclone Dust Collector)是一种利用离心力和惯性分离原理去除气体中颗粒物的常见除尘设备,广泛应用于工业烟气处理、粉尘回收、空气净化等领域。其工作原理如下:
1. 核心结构
旋风除尘器主要由以下部分组成:
进气管:含尘气体以切线方向进入除尘器,形成旋转气流。
旋风筒(分离室):圆柱圆锥形结构,气体在此高速旋转,颗粒物被甩向筒壁。
排气管(内筒):位于旋风筒中心,净化后的气体由此排出。
排灰口(集尘斗):位于底部,收集分离出的粉尘颗粒。
2. 工作原理
(1)含尘气体切向进入
含尘气体通过进气管以切线方向高速进入旋风筒,形成向下旋转的螺旋气流(外旋流)。
由于离心力作用,气体中的粉尘颗粒因质量较大,被甩向筒壁。
(2)离心力分离颗粒
颗粒物在离心力与筒壁摩擦力的共同作用下,沿筒壁向下运动至集尘斗。
分离后的颗粒在重力作用下沉降到底部排灰口,定期排出。
(3)净化气体上升排出
外旋流到达圆锥底部后,受结构限制转为内旋流(向上旋转的中心气流)。
净化后的气体通过中心排气管排出除尘器。
3. 关键力学过程
离心力作用:颗粒密度越大、气流旋转速度越快,分离效率越高。
惯性碰撞:颗粒因惯性脱离气流轨迹,撞击筒壁后失去动能而沉降。
重力沉降:分离后的颗粒依靠重力滑落至集尘斗。
4. 关键特点
无滤材依赖:仅依靠物理分离,适合高温、高湿或腐蚀性气体。
结构简单:无运动部件,维护成本低,运行稳定。
适用颗粒范围:对>5μm的颗粒效率较高(70%~90%),但对
压降损失:气流旋转导致压力损失,需配合风机使用。
5. 影响效率的因素
进气速度:速度过高易导致已分离颗粒二次扬尘,过低则离心力不足。
筒体直径:小直径旋风筒离心力更强,适合分离细小颗粒(多级并联使用)。
颗粒密度与粒径:密度大、粒径大的颗粒更易分离。
气体黏度:黏度越高(如高温气体),分离效率越低。
6. 应用场景
工业除尘:木工车间锯屑、水泥厂粉尘、燃煤锅炉飞灰等。
预过滤:作为布袋除尘器或静电除尘器的前置设备,去除大颗粒。
物料回收:化工、粮食加工中的粉末回收。
7. 优缺点
优点:成本低、耐高温、无需耗材、处理高浓度粉尘。
缺点:对细颗粒效率低、压降较大、易磨损(高硬度颗粒工况)。
旋风除尘器通过离心力惯性分离实现粉尘与气体的分离,适合粗颗粒或高浓度粉尘的初级处理。其性能取决于结构设计(如筒体尺寸、进气流速)和颗粒特性,常与其他高效除尘设备(如布袋、湿式除尘器)组合使用,形成多级净化系统。