[实用新型]静电旋风除尘器中辅助导流装置

说明书

本实用新型公开了一种静电旋风除尘器中辅助导流装置，静电旋风除尘器包括设置于静电旋风除尘器内腔轴线上的电晕丝和与电晕丝连接的高压直流电源，导流装置设置于电晕丝上，包括导流曲面和与导流曲面上部连接的定海锥，导流曲面的曲面向下凸起，定海锥为细长圆锥筒状。静电旋风除尘器中设置辅助导流装置，利用导流装置将强制涡区域的上升螺旋气流强行推向准自由涡区域，缩短了处于强制涡区域的固体颗粒沿径向向旋风除尘器内壁面运动的距离，同时可以抑制上升螺旋气流产生拟序涡结构，避免大尺度的拟序涡将分离到分离器内壁面的粉尘被再次裹挟到强制涡中心区域，进而被上升气流带出静电旋风除尘器，故此可以提高超细粉尘的分离效率。

技术领域

本实用新型属于气固分离技术领域，特别涉及一种静电旋风除尘器中辅助导流装置。

背景技术

自1886年摩尔斯实用新型了旋风除尘器以来，许多学者对其理论研究和结构改进做出了卓越的贡献。使旋风除尘器的应用越来越广泛。至今一直是环保除尘和粉料生产中气固分离最主要的在役设备。然而，旋风除尘器对粒径＜5μm的超细颗粒一直无法有效分离。原因是在旋风除尘器的灰斗中有返混现象和螺旋流在分离锥筒段和灰斗之间的一段轴线区域内有龙摆尾现象。这两种原因造成超细粉尘的分离效率无法提高。

返混使超细颗粒无法被分离的现象是：参看图1，进入灰斗的流量占整个旋风除尘器入口流量的40％左右，这40％左右的气体含有90％以上的粉尘。显然，这部分气流中含有较浓的粉尘。而粉尘浓度的分布是在灰斗中直筒段内壁面附近浓度较高，粉尘的粒径多为大粒径粉尘。在灰斗中心区域浓度较低，主要是超细粉尘。气体触及灰斗底部料层表面后反转向上形成向上的螺旋流。为分析方便，将螺旋流分解成切向速度和轴向速度。图1中旋风除尘器内腔中的箭头表示整个旋风除尘器轴向速度的流动轨迹。在灰斗中、分离锥筒段和分离直筒段垂直轴线取截面，在截面上其直径方向的切向速度分布如图2所示，轴向速度分布如图3所示。由图2的切向速度分布图可知，在强制涡区靠近中心的区域切向速度较小，离心力较小，粉尘一旦进入该区就无法被再分离。准自由涡区域的切向速度值较高。该区域内的固体颗粒所受离心力交大。由图3的轴向速度分布可知，在强制涡靠中心区域的轴向速度向上，速度值较大。所以该区域粉尘被轴向速度携带逃逸出旋风除尘器。

龙摆尾现象是指在分离锥筒段轴向的下部区域和灰斗中的一段轴向距离内出现的螺旋涡中心线径向的摆动现象，此段正是粉尘较浓的区域。出现龙摆尾现象会使灰斗直筒段靠近内壁面和旋风除尘器分离锥筒段靠近内壁面的轴向速度本来是向下运动，结果变成向上运动，且轴向速度值变大，反而切向速度值变小。使上升螺旋流将浓度较高区域的粉尘携带出旋风除尘器。

为了提高旋风除尘器对超细粉尘的分离效率，现有技术在旋风除尘器中引入静电除尘器的原理，称静电旋风除尘器。静电旋风除尘器的结构原理如4所示。两者结合可使粉尘颗粒在静电旋风除尘器中受到离心力和静电力的复合作用而被分离。因此它的除尘效率比单一旋风除尘器高。经试验研究和应用证实，静电旋风除尘器的效率变化规律与普通旋风除尘器相同。施加电场后静电旋风除尘器的效率较未加电场时的效率有所提高。即随着入口风速的增大，除尘效率也增大。在相同风速下，外加电压越高，除尘效率越高；随着风速降低，施加电场后效率提高的幅度逐渐增大。风速增加越大，施加电场后使效率增加的程度变小，效率曲线渐趋平缓，加电和不加电的静电旋风除尘器的除尘器效率将随入口风速的提高最终趋向于一致。也就是说，当进口风速较高时，静电旋风除尘器与普通旋风除尘器的分离效率相同，静电并没有发挥效果。

在进口风速较大时，静电在旋风除尘器中的分离效果不会再增加。这是因为进口风速增加，螺旋流的速度加大，被气体携带的固体颗粒在旋风除尘器中停留时间短，当附加的电荷引力一定时，处于强制涡中心区域的固体颗粒在静电力推动下向半径方向移动的路程就短，也就是当处于强制涡区域的颗粒还没有进入准自由涡区域就已经被气流带出旋风除尘器，所以加和不加电场对分离效率没有影响。

实用新型内容