一种多级引射分流旋风分离器制造技术

本发明专利技术公开了一种多级引射分流旋风分离器，该分离器包括筒体、锥体、进气段、分流排气管、落灰管和多级引射单元，通过多级引射单元中的喷嘴沿气流旋转方向喷射高速气体，可大幅度减小分流区域切向旋转速度的衰减，在阻力低时，引射分流型旋风分离器的分离效率仍可很高；另外由于在分流区域不存在短路气流，多级引射分流型旋风分离器可以通过增加切向速度和引射风动量，增大分流面积，减小分流排气管下口直径，减少通过下口气体流量的技术措施，即可显著地提高其分离效率，所以多级引射分流型旋风分离器具有更高的分离效率和优良的单筒放大特性；多级引射单元可维持其低负荷时切向旋转速度基本不变，根本解决了旋风分离器低负荷时效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多级引射分流旋风分离器
本专利技术属于气固分离
，涉及一种多级引射分流旋风分离器，尤其涉及一种在各负荷工况工作条件下除尘效率高，且阻力低的旋风除尘设备。
技术介绍
旋风除尘器已有一百多年历史，它是利用气固比重的不同，通过工质旋转运动产生的离心力将固体从气体中分离出来的技术。影响旋风除尘器效率的因素是粉尘在旋风除尘器中流动所受到的离心力、重力和曳力的相互作用，当离心力和重力大于曳力时，粉尘被分离，反之粉尘被携带出旋风分离器。旋风除尘器的优点是结构简单，造价便宜，体积小，无运动部件，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大；缺点是除尘效率不高，低负荷时除尘效率更低。旋风除尘器由筒体、锥体、进气段、排气管和落灰管等组成。旋风除尘器的工作过程是当含尘气体由切向进气口进入旋风分离器时，气流产生圆周旋转运动，旋转气流的绝大部分沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下朝锥体流动，通常称此为外旋气流。旋转下降的外旋气体到达锥体时，因圆锥形的收缩而向除尘器中心靠拢。根据“旋转矩”不变原理，其切向速度不断提高，尘粒所受离心力也不断加强。当气流到达旋风分离器中部某一位置时，即以同样的旋转方向由下反转向上，继续做螺旋性流动，即内旋气流。含尘气体在旋转过程中产生离心力，将相对密度大于气体的尘粒甩向器壁。尘粒在器壁附近外旋转气流和重力的作用下进入落灰管。最后净化气体和一部分由内旋气流携带的尘粒经排气管排出管外。自进气段流入的另一小部分气体向旋风分离器顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当到达排气管下端时即反转向上，随上升的中心气流一同从排气管排出。分布在这一部分的气流中的尘粒也随同被带走。这一部分的气流称之为短路流。被分离落入排尘口附近的粉尘又进入内旋气流并流进排气管称之为粉尘返混。排气管下口附近的“短路流”及排尘口附近的“粉尘返混”是影响旋风分离器分离效率的两个最主要的因素。在旋风分离器中颗粒与气体分离主要取决于离心力，离心力与旋转速度的平方成正比，与旋转半径成反比；颗粒的逃逸取决于曳力，气体的粘性对在其中运动的固体颗粒产生的曳力使其逃逸，曳力的大小取决于气体粘性和气流速度，粉尘逃逸能力的主要影响因素是径向速度和径向移动距离。普通旋风分离器的分离效率随着切向旋转速度的增高而增大，但由于短路流的存在，当切向速度大于25m/s时，短路流的强度也增大，导致分离效率的增值很低，阻力却迅速增加。因此普通旋风分离器最大切向速度都选为25m/s左右，其离心力场随着旋风除尘器筒体直径的增大而减小，分离效率也随之降低。普通旋风分离器由于存在短路流和粉尘返混现象，导致分离效率无法通过增加旋转速度持续提高，分流旋风分离器在分流区域的流场不同于普通旋风分离器，不存在外旋气流和内旋气流，气流在靠近筒体处做强烈的旋转运动，气流在流经排气管的狭缝处做反向转弯运动，此区域的分流气流均匀分布，故消除了短路流，粉尘先后被旋转和惯性分离。在分流旋风分离器下口的下方其流场同普通旋风分离器基本一致，由于在分流区域已处理了大多数气流，下口流经的气流大大减少，故其携带粉尘的能力也降低。分流旋风分离器在气流分流的路径上，其旋转速度随着分流气量的增加而迅速衰减，这将导致在分流区域末端的气流旋转速度过小，分离效率也随之急剧下降。普通的分流旋风分离器只有通过大幅度提高初始的气流旋转速度来保持分流末段的旋转速度不太低，减小下口直径，使其整体具有很高的分离效率，但这将必然导致其阻力高，分流前段的气流旋转能耗大部分遭到浪费。另外随着负荷的降低，气流旋转速度的下降，其分离效率也随之大幅度降低。为了提高旋风分离器的效率，一是采用小直径多管并联旋风除尘器，但其结构复杂，造价高；二是采用分流型排气管作为排气结构，它能够提前将一部分气流分流出去来减小排气管末端的短路流，同时减少排尘口附近的径向气流速度，使粉尘返混减少，分流旋风分离器的分离效率可随着切向旋转速度的增加而增高，但其阻力也随着切向旋转速度的增加而成倍增大，其低负荷效率低的缺点也没有得到根本改善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种随着切向速度和引射风动量的增加，多级引射分流旋风分离器的效率可以大幅度地提高，阻力低，总体能耗低，具有优良的单筒放大特性，并能根本解决其低负荷时效率低问题的旋风分离器。为了达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种多级引射分流旋风分离器，包括筒体、锥体、进气段、分流排气管和落灰管，所述分离器还包括多级引射单元，所述多级引射单元包括管道和喷嘴，喷嘴沿着气流流动和气流切向速度衰减的路径呈多级布置，管道用于连接喷嘴并提供高压气，高压气通过喷嘴喷射出的高速射流顺着气流切向流动方向喷出，形成引射风，射流方向与筒体的圆切线的夹角为20°-60°。其中，所述圆是指筒体的横截面上以筒体中心为圆心的若干同心圆。在本专利技术的描述中，“多级”的含义是两级或两级以上，除非另有明确具体的限定。进一步，本专利技术所述“多级布置”是指沿着气流流动和气流切向速度衰减的路径多点布置所述喷嘴，且不同级的喷嘴喷出的引射流流速根据需要设定，可以相同或不同，如逐渐变大或逐渐变小等。优选地，所述喷嘴被多级布置于所述筒体和/或锥体上；进一步优选地，所述喷嘴被多级布置于所述筒体和/或锥体上以及所述进气段内。所述多级引射分流旋风分离器的进气段为切向或蜗壳进气，进气口的高宽比优选为5-20。所述多级引射分流旋风分离器筒体的横截面面积与进气段出口的横截面面积比优选为5-22。所述分离器的分流排气管的管体沿着筒体向锥体的方向包括直段和锥段，所述分流排气管直段的直径与所述筒体的直径比优选为0.5-0.7；在所述管体上布置有若干分流狭缝，所述分流狭缝的方向与气流的切向速度方向呈反向锐角，反向锐角的角度优选为20°-50°，使分流气流流经所述狭缝产生反向转弯，分流狭缝的长宽比优选为2-4。本领域技术人员可知，分流排气管可分流气体的管段被称为分流段，在本专利技术中布置有分流狭缝的分流排气管段即为分流段。所述分流排气管的分流流通面积与分流排气管直段的横截面面积比优选为0.9-3.6。优选地，所述分流狭缝分段布置在分流排气管的直段和锥段，特别是靠近锥段的直段和锥段。优选地，所述若干分流狭缝由若干长形薄片沿分流排气管的管体圆周排列组成；在各段分流狭缝的两端设置凸台，所述若干长形薄片通过凸台固定组成分流狭缝，长形薄片可由金属或陶瓷制成，可通过在凸台上设置若干斜向槽来固定长形薄片。凸台可以是多级布置，凸台横截面外形可以是圆弧、矩形、梯形或三角形等。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述多级引射分流旋风分离器的分流排气管由上管体、多级凸台、连接杆、长形薄片和下口组成，上管体为直形管，多级凸台、连接杆、长形薄片组成由直形转变为锥形的下管体，连接杆用于连接各级凸台。进一步地，上述实施方式中的上管体由冷却管屏制成，凸台由集箱和凸体制成，连接杆由连接管制成，在冷却管屏、集箱和连接管内可以流动冷却介质，冷却介质可以是水、汽水混合物、蒸汽或空气等。所述分离器的锥体一端连接筒体，另一端连接加锥体和落灰管。所述的连接管包括冷却介质总管，冷却介质总管从加锥体侧面进入分离器，弯折之后沿所述分离器的轴向中心线布置。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述分离器的分流排气管的分流段布置在进气段下方，多级引射单元中的喷嘴多级布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级引射分流旋风分离器，包括筒体、锥体、进气段、分流排气管和落灰管，其特征在于：所述分离器还包括多级引射单元，所述多级引射单元包括管道和喷嘴，所述喷嘴沿着气流流动和气流切向速度衰减的路径呈多级布置，所述管道用于连接喷嘴并提供高压气，所述高压气通过所述喷嘴喷射出的高速射流顺着气流切向流动方向喷出，射流方向与筒体的圆切线的夹角为20°‑60°。

【技术特征摘要】
1.一种多级引射分流旋风分离器，包括筒体、锥体、进气段、分流排气管和落灰管，其特征在于：所述分离器还包括多级引射单元，所述多级引射单元包括管道和喷嘴，所述喷嘴沿着气流流动和气流切向速度衰减的路径呈多级布置，所述管道用于连接喷嘴并提供高压气，所述高压气通过所述喷嘴喷射出的高速射流顺着气流切向流动方向喷出，射流方向与筒体的圆切线的夹角为20°-60°。2.根据权利要求1所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述进气段为切向或蜗壳进气，进气口的高宽比为5-20。3.根据权利要求1所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述筒体的横截面面积与所述进气段出口的横截面面积比为5-22。4.根据权利要求1所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述分流排气管沿着筒体向锥体的方向包括直段和锥段。5.根据权利要求4所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述分流排气管的分流流通面积与分流排气管直段的横截面面积比为0.9-3.6。6.根据权利要求4所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述分流排气管直段的直径与所述筒体的直径比为0.5-0.7。7.根据权利要求4所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：在所述分流排气管的管体上布置有若干分流狭缝，所述分流狭缝的方向与气流的切向速度方向呈反向锐角，使分流气流流经所述狭缝产生反向转弯。8.根据权利要求7所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述反向锐角的角度为20°-50°。9.根据权利要求7所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述分流狭缝的长宽比为2-4。10.根据权利要求7所述的多级引射分流旋风分离器，其特征在于：所述分流狭缝分段布置在所述分流排气管的直段和锥段，所述若干分流狭缝由若干长形薄片沿分流排气管的管体圆周排列组成，在各段分流狭缝的两端设置凸台，所述若干长形薄片通过凸台固定组成分流狭缝。11.根据权利要求10所述的多...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙晓农，
申请(专利权)人：上海晓清环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31