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[摘 要]旋风分离器在净化设备中得到广泛的应用，它是一种结构简单、操作方便、耐高温的净化设备，本文对旋风分离器的构造原理进行简单的分析。
[关键词]旋风分离器；结构；原理
中图分类号：TQ051.84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0134-01
1 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。
2 工作原理
含尘气体从圆筒上部长方形切线进入设备内旋风分离区，沿圆筒内壁作旋转流动。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，沿内壁落入灰斗。气流在内层。气固得以分离。在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后再经设备顶部出口流出。
3 适用范围
旋风分离器一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。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。
4 结构型式
旋风分离器的性能不仅受含尘气的含尘浓度、物理性质、粒度分布及操作条件的影响，还与设备的结构尺寸密切相关。只有各部分结构尺寸恰当，才能获得较高的分离效率和较低的压力降。
4.1 采用细而长的器身
减小器身直径可增大惯性离心力，增加器身长度可延长气体停留时间，所以，细而长的器身有利于颗粒的离心沉降，使分离效率提高。
4.2 减小上涡流的影响
含尘气体自进气管进入旋风分离器后，有一小部分气体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时汇入上升的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。旋风分离器的分离效率降低就是由于上涡流中的颗粒也随之由排气管排出，为改善上涡流的影响，通常采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器。
4.3 消除下旋流影响
在标准旋风分离器内，影响分离效率的另一重要原因是内旋流旋转上升时，会将沉集在锥底的部分颗粒重新扬起，为抑制这种不利因素设计了扩期式旋风分离器。
4.4 排气管和灰斗尺寸的合理设计都可使除尘效率提高。
5 常见类型
化工企业中有以下几种常见的旋风分离器
5.1 XLT/A型
具有倾斜螺旋面进口，倾斜方向迚气可在一定程度上减小涡流的影响，使气流阻力较低，阻力系数可取5.0～5.5。
5.2 XLP型
XLP型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口，顶盖高于其上沿较器体。含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。“旁室”结构能使向下旋转的主气流捕集被上旋流带到顶部的细微尘粒，对5μm以上的尘粒具有较高的分离效果。根据器体及旁路分离室形状的不同，XLP型又分为A和B两种形式，其阻力系数值可取4.8～5.8。
5.3 扩散式
主要特点是在底部装有挡灰盘（又称反射屏），并具有上小下大的外壳。挡灰盘下沿与器壁底圈留有缝隙，顶部中央有孔，为倒置的漏斗型。沿壁面落下的颗粒经此缝隙降至集尘箱内，而挡灰盘把气流主体隔开，经挡灰盘顶部小孔的少量进入箱内的气体返回器内，与上升旋流汇合经排气管排出。挡灰盘有效地防止了已沉下的细粉被气流重新卷起，因而使效率提高，尤其对10μm以下的颗粒，分离效果更为明显。
六、影响性能的因素
气流在旋风分离器内的分离机理和流动情况均非常复杂，因此影响旋风分离器性能的因素较多，其中最重要的是操作条件及物系性质。一般说来，粒径大、颗粒密度大、粉尘浓度高及进口速度高等情况均有利于分离。如含尘浓度高则有利于颗粒的聚结，可以抑制气体涡流，从而使阻力下降，而且可以提高效率，所以较高的含尘浓度对压力降与效率两个方面都是有利的。但有些因素对这两方面的影响是相互矛盾的，如旋风分离器的进口速在10～25m/s范围内为宜。进口速稍高有利于分离，但过高则导致涡流加剧，增大压力降也不利于分离。
6 设计考虑
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
6.1 进入旋风分离器的气体
必须精确知道进入旋风分离器的气体的粘度，密度，压力，温度，腐蚀性，和实际的气体流量。我们知道气体的这些特性会随着地理位置，工艺压力，温度？和湿度的变化而变化。
6.2 旋风分离器的形状
旋风分离器的形状是影响分离效率的重要因素。？例如，？如果锥体尺寸，入口尺寸，排放口，？以及？排气管不一样，两个相同筒径的旋风分离器会有相当大的效率差别。
6.3 尘粒排出设计
卸灰设计的不合理可能造成粉尘的二次夹带。？比如许多人认为风机设在进行正压运行的分离器上游时，不必设灰斗或卸灰阀，这是错误的。？事实上，旋风分离器内部向上的旋流不管是由负压或正压产生的，都具有夹带粉尘的能力。
6.4 接地
气流旋转摩擦，尘粒也会产生荷电，导致物料架桥现象出现，堵塞排料口或不易被排到灰斗造成卸灰阀排料不畅。？在有的情况下，还可能导致爆炸和着火。所以出于安全和设备稳定运行方面考虑，在分离器设计中，？接地是必须的。
7 结束语
旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。旋风分离器造价低廉，结构简单，操作范围广，无运动部件，不受压力、温度限制，分离效率高，在工业生产中发挥着重要的作用。
[关键词]旋风分离器；结构；原理
中图分类号：TQ051.84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0134-01
1 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。
2 工作原理
含尘气体从圆筒上部长方形切线进入设备内旋风分离区，沿圆筒内壁作旋转流动。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，沿内壁落入灰斗。气流在内层。气固得以分离。在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动。在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后再经设备顶部出口流出。
3 适用范围
旋风分离器一般用于除去直径5um以上的尘粒，也可分离雾沫。对于直径在5um以下的烟尘，一般旋风分离器效率已不高，需用袋滤器或湿法捕集。不适用于处理粘度较大，湿含量较高及腐蚀性较大的粉尘，气量的波动对除尘效果及设备阻力影响较大。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。
4 结构型式
旋风分离器的性能不仅受含尘气的含尘浓度、物理性质、粒度分布及操作条件的影响，还与设备的结构尺寸密切相关。只有各部分结构尺寸恰当，才能获得较高的分离效率和较低的压力降。
4.1 采用细而长的器身
减小器身直径可增大惯性离心力，增加器身长度可延长气体停留时间，所以，细而长的器身有利于颗粒的离心沉降，使分离效率提高。
4.2 减小上涡流的影响
含尘气体自进气管进入旋风分离器后，有一小部分气体向顶盖流动，然后沿排气管外侧向下流动，当达到排气管下端时汇入上升的内旋气流中，这部分气流称为上涡流。旋风分离器的分离效率降低就是由于上涡流中的颗粒也随之由排气管排出，为改善上涡流的影响，通常采用带有旁路分离室或采用异形进气管的旋风分离器。
4.3 消除下旋流影响
在标准旋风分离器内，影响分离效率的另一重要原因是内旋流旋转上升时，会将沉集在锥底的部分颗粒重新扬起，为抑制这种不利因素设计了扩期式旋风分离器。
4.4 排气管和灰斗尺寸的合理设计都可使除尘效率提高。
5 常见类型
化工企业中有以下几种常见的旋风分离器
5.1 XLT/A型
具有倾斜螺旋面进口，倾斜方向迚气可在一定程度上减小涡流的影响，使气流阻力较低，阻力系数可取5.0～5.5。
5.2 XLP型
XLP型是带有旁路分离室的旋风分离器，采用蜗壳式进气口，顶盖高于其上沿较器体。含尘气进入器内后即分为上、下两股旋流。“旁室”结构能使向下旋转的主气流捕集被上旋流带到顶部的细微尘粒，对5μm以上的尘粒具有较高的分离效果。根据器体及旁路分离室形状的不同，XLP型又分为A和B两种形式，其阻力系数值可取4.8～5.8。
5.3 扩散式
主要特点是在底部装有挡灰盘（又称反射屏），并具有上小下大的外壳。挡灰盘下沿与器壁底圈留有缝隙，顶部中央有孔，为倒置的漏斗型。沿壁面落下的颗粒经此缝隙降至集尘箱内，而挡灰盘把气流主体隔开，经挡灰盘顶部小孔的少量进入箱内的气体返回器内，与上升旋流汇合经排气管排出。挡灰盘有效地防止了已沉下的细粉被气流重新卷起，因而使效率提高，尤其对10μm以下的颗粒，分离效果更为明显。
六、影响性能的因素
气流在旋风分离器内的分离机理和流动情况均非常复杂，因此影响旋风分离器性能的因素较多，其中最重要的是操作条件及物系性质。一般说来，粒径大、颗粒密度大、粉尘浓度高及进口速度高等情况均有利于分离。如含尘浓度高则有利于颗粒的聚结，可以抑制气体涡流，从而使阻力下降，而且可以提高效率，所以较高的含尘浓度对压力降与效率两个方面都是有利的。但有些因素对这两方面的影响是相互矛盾的，如旋风分离器的进口速在10～25m/s范围内为宜。进口速稍高有利于分离，但过高则导致涡流加剧，增大压力降也不利于分离。
6 设计考虑
在对旋风分离器进行计算和设计时，必须考虑到尘粒受到的各种力的相互作用。同时，对进入和离开旋风分离器的管道和粉尘排放系统都必须进行正确的设计。
6.1 进入旋风分离器的气体
必须精确知道进入旋风分离器的气体的粘度，密度，压力，温度，腐蚀性，和实际的气体流量。我们知道气体的这些特性会随着地理位置，工艺压力，温度？和湿度的变化而变化。
6.2 旋风分离器的形状
旋风分离器的形状是影响分离效率的重要因素。？例如，？如果锥体尺寸，入口尺寸，排放口，？以及？排气管不一样，两个相同筒径的旋风分离器会有相当大的效率差别。
6.3 尘粒排出设计
卸灰设计的不合理可能造成粉尘的二次夹带。？比如许多人认为风机设在进行正压运行的分离器上游时，不必设灰斗或卸灰阀，这是错误的。？事实上，旋风分离器内部向上的旋流不管是由负压或正压产生的，都具有夹带粉尘的能力。
6.4 接地
气流旋转摩擦，尘粒也会产生荷电，导致物料架桥现象出现，堵塞排料口或不易被排到灰斗造成卸灰阀排料不畅。？在有的情况下，还可能导致爆炸和着火。所以出于安全和设备稳定运行方面考虑，在分离器设计中，？接地是必须的。
7 结束语
旋风分离器被广泛的使用已经有一百多年的历史。它是利用旋转气流产生的离心力将尘粒从气流中分离出来。旋风分离器造价低廉，结构简单，操作范围广，无运动部件，不受压力、温度限制，分离效率高，在工业生产中发挥着重要的作用。