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旋风分离器是靠离心力的作用来分离粉尘的，如果选择的规格过大而风量小，则气流速度就不够大，产生的离心力也就不大，分离效果必然差；如果选择的规格过小而风量大，则气流速度增大，气体通过旋风分离器的阻力损失也增大，必然增加动力消耗。因此，旋风分离器选择规格要适当，才能收到较好的经济效果。
旋风分离器在使用时应注意底部的排灰口不能漏气，因为灰口处是负压区，稍不严密就会漏入大量空气，将沉集的粉尘带入上升气流而卷走，使分离效率显著下降。
旋风分离器要及时排灰，对气体中所含粉尘量大或为吸湿性粉尘时，容易在旋风分离器底部堵塞。一般应在旋风分离器下部加一个集尘斗，效果更好。
旋风分离器的作用
旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。
编辑本段工作原理
净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。
性能指标
分离精度 旋风分离器的分离效果：在设计压力和气量条件下，均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点，分离效率为99%，在工况点±15%范围内，分离效率为97%。
压力降 正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。
设计使用寿命 旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。
结构设计
旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。
设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。
通常，气体入口设计分三种形式：
a) 上部进气
b) 中部进气
c) 下部进气
对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利用设备下部空间，对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。
应用范围及特点
旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80～160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。 改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。
国内目前设计上仍以传统标准旋风分离器为主，即我们在教科书上和行业国标上可以查到的：一个切向入口+一个沉降室+一个反射头结构。近年来，一些国外分离工程技术公司已经向国内大型煤化工、石化项目提供国际上推广使用的“多因子旋风管分离器”，即一个旋风分离器壳体内安装着一个多因子旋风管总成，其包含数十数百个直径为50mm~100mm的堆叠式旋风子。每个旋风子相当于一个标准分离器，但内部结构与国内标准分离器不一样，不一样的结构决定不一样的分离性能。一个旋风子的空气动力学结构如下：双翼对称切向双进气口+沉降室+反射锥+导流芯+多因子堆叠布置。
旋风分离器，属于空气动力学分离方式，各相流质质量、密度、粘度、液体表面张力、气相压缩因子、实际流态下各项体积流速、各相流质摩尔质量等参数条件下建立起来的空气动力学模型精准性，决定分离器定量分离效率和可靠性。因此，定量分离效率效率，如99.9%脱除5微米以上固体颗粒、出口气流中重相残留小于0.01KG/1000NM^3，以及运行压降低于1.5PSI等等，决定了多因子旋风管总成的配置状态，由精准空气动力学模型来设计实现（该数学模型必须有十年以上工程化应用验证）。此外，矢量分离角度（径向为离心分离）也可知道，相同工况下轻重两相分离效率与流体旋转半径成反比，流体沿着直径约50-100mm的旋风子旋转产生的分离效果较其沿着直径2000-3000mm的标准旋风分离器旋转产生的分离效果提升数十倍。再有，空气动力学分离方式对流速约束很严格，低于下限速度其离心分离效率低，高于上限速度则由分离作用转变为分散作用，为有效拓宽实际运行中冲击负荷对分离效率带来的影响，堆叠设计和特殊导流芯就发挥独到作用。
这种新型高效多因子旋风管分离器，已经在神华宁煤气化单元、**钦州炼化和四川石化气流床气固加氢单元等多个国内重大项目上成功投用。国外工程技术公司负责技术总体设计和质量控制，分离内件由其国外工厂负责按图加工制造并技术保密，壳体由国内具有ASME资质和制造经验并被特别QA/QC管理认证的容器制造商在国外驻厂工程师督导下完成壳体制造、内件总装和调试测试检验。
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发表于 2012-8-29 19:16
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