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高温旋风除尘器的设计
邢召良 刘峰 柴本银
（山东天力干燥设备有限公司 山东 济南 250014）
摘 要：探讨如何进行高温烟气除尘器的设计，并介绍了高温多管陶瓷旋风烟气除尘器的结构。
关键词：高温烟气；陶瓷旋风；设计；干燥 The Design of High Temperature
Cyclone Dust Catcher
Xin Zhao-liang， lLiu Feng， Cai Bengyin
(Shandong Tianli Dring Equipment L.,td Shandong Jinan250014)
Abstract: To discuss How to design the High Temperature Cyclone Dust Catcher, and introduce the constitute of the High Temperature Many-Pipe Crockery Cyclone Dust Catcher.
Keywords: high temperature dust; crockery cyclone; design; drying 1 前言
在干燥过程中，工艺气体起着关键的作用，随着工艺的不同，对工艺气体的要求也不同，在一些干燥工程中，需要对800~900℃高温烟气进行除尘，又要使温降控制在最小的范围之内，普通的铸铁多管旋风除尘器满足不了这方面的要求。
该高温除尘技术是科技人员根据实践经验结合理论知识逐渐摸索出来的，其核心部件采用耐高温的陶瓷旋风子，利用烟气炉的砌筑方法，是高温烟气得到较好的除尘效果，并把温降控制在最小的范围之内，满足了工艺生产的需求。以下笔者将对应用在干燥工艺过程中的该高温烟气除尘设备的设计作以介绍。
2 高温烟气除尘器的设计要求
在高温烟气除尘器的设计过程中，主要有以下几点要求：
（1）温降不能太大，针对面向的介质是800℃~900℃的高温烟气，为了满足特定的工艺要求，须使除尘以后的烟气温度不能低于750℃。
（2）满足除尘效果，使工艺空气经过除尘以后，其烟尘含量满足要求，否则会影响干燥物料的性质，达不到生产要求。
（3）保证运行的连续性及其长期性，不影响系统的长期运行。
3 工艺介绍及其技术参数
3.1 工艺介绍
除尘工艺流程如图1所示，可知，该除尘器是干燥流程中的辅助设备，工艺空气由鼓风机鼓入烟气炉进行升温，升温后的高温烟气进入除尘器，经过除尘后，进入干燥系统进行干燥。
从图1可以看出，高温烟气从烟气炉出来以后，直接进入高温除尘器，为了使温降控制在最小的范围之内，应尽量使烟气炉与高温除尘器的距离越短越好，以减少高温烟气通过烟道的热量损失。
3.2 技术参数
3.2.1 温度范围
该高温烟气除尘器适用于500℃~850℃的高温烟气，如果温度低于这个范围，那么就需要改变结构。温度过高则容易造成除尘器的损坏，主要是其核心部件陶瓷旋风子，将会因高温而损坏。
3.2.2 处理风量
处理风量是根据旋风子的个数来确定的，单个旋风子处理风量的公式为：
3.2.4 除尘效率
这里不再用公式进行表述，根据实践经验，除尘效率在85%以上。
3.2.5 进出口气速
高温烟气多管除尘器总进气管的宽度一般取外壳宽度，深度根据总气体处理量和进气管气速而定；当旋风体在一排上的数目小于6个时，进口气速≤10m/s；旋风体在一排上的数目大于6个时，进口气速≤14m/s。
4 高温烟气除尘器的结构特点
该除尘器的结构如图2所示。
该除尘器类似于普通的铸铁失多管旋风除尘器，是由若干个并联的陶瓷旋风子单元组成的除尘设备，这些单元组合在一个壳体内，有总的进风管、排气管和灰斗。
其工作原理是高温烟气由总的进气管进入气体分布室，随后进入导向器，导向器是气体产生旋转并使粉尘被分离出来，被分离出来的粉尘从旋风子下端出来后进入灰斗，被净化的气体进入排气室，由排气口排出。根据安装要求，总排气管可以设置在侧向或顶部。
4.1 旋风子的构造
如图3所示，陶瓷旋风子由排气管、导向器、旋风体组成，在高温烟气除尘器当中，陶瓷旋风子采用最新的设计，在迎向烟气的A侧，为凸起的流线型，其流线型可采用椭圆形，抛物线形，或双曲线形，这样不仅增加烟气流动的流畅性，减小阻力、旋转气体的线速度，而且增加了迎风侧的厚度，可以减少烟气对导向器及排气管外表面的冲击及磨损，延长了导向器的磨透损坏时间，提高了使用寿命，保证除尘设备的正常运行。
陶瓷旋风子的材料非常重要，根据工艺要求，可以分为精瓷材料和普通陶瓷材料两种，如果使用温度在500℃以下，可以选用普通陶瓷材料烧制的陶瓷旋风子；如果使用温度在500℃以上，则选用精瓷材料，精瓷材料最高耐温可达到850℃。
4.2 高温除尘器器壁的结构特点
在工艺空气经过除尘器的温降方面，主要是通过保温措施进行保证，在高温烟气除尘器当中，器壁采用了烟气炉墙的结构。
由于高温烟气除尘器的最高限温在850℃，所以根据炉墙结构的设计要求以及实践经验，采用如图4所示的结构。
器壁由里而外由耐火层，保温层，红砖层以及炉架，在承重节点采用水泥圈梁和拱形耐火砖（下文有专门论述），这样的结构能保证整个除尘器的稳定性及其严密性，可使温降控制在最小的范围之内。炉架结构为根据计算所得，不再赘述。
4.3 拱砖的结构特点
在高温烟气除尘器当中，有三层拱，下一层拱是支撑旋风子的重量，与中间一层拱构成风室，旋风子的排气管穿过中间一层拱，最上面一层拱来封顶，三层拱可以用耐火水泥烧制，也可用耐火砖砌筑。
如果根据普通的多管旋风经验而采用花纹钢板代替这三层拱，那么会因为温度太高，烧坏钢板，导致高温除尘器坍塌。
如果用耐火砖砌筑，拱的组成可以根据长度烧制成整体或分成几块，但最多不要超过三块，多了会影响整体的稳定性。
5 应用实例
对高粘性物料抗生素渣的干燥，主干燥机采用回转圆筒干燥机，热源采用炉排式烟气炉，进干燥机的气要求在750℃，又要对烟气进行净化，否则烟尘会对物料产生不良作用。这里对高温烟气的净化采用的是该高温烟气除尘器，经厂家在实际生产中的运用，除尘效果良好，并且能够保证干燥系统的正常运行，对物料没有任何的影响。
6 结语
该高温烟气除尘器对高温烟气的除尘方面，效果还是比较理想，达到了生产的要求。 参考文献
1 王秉铨主编. 《工业炉设计手册》. 北京：机械工业出版社出版，1996
2 金国淼主编. 《除尘设备手册》. 上海：上海科学技术出版社
3 陆振东主编. 《化工工艺设计手册》第二版. 北京：化学工业出版社
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