旋风分离器的工作原理及结构特点

旋风分离器是利用自身的结构使气体或者液体产生旋转运动的设备，两相流中密度较大的流体或者固体颗粒会在离心力的作用下从主流体中分离出来，主要用于气体净化、物料回收或者液体分离。旋风分离器具有结构简单、无活动部件、使用维护成本低、灵活性好等优点，被广泛应用于机械、冶金、矿山、食品、化工、建筑、电力等工业部门。

旋风分离器的结构形式多种多样，根据气流在分离器内的流动情况，可分为逆流反转式和轴流式两大类，区别为在逆流反转式旋风分离器中，流体进入分离器后先沿轴线向下运动，再反转向上，运动方向变化为180°，轴流式旋风分离器中流体沿轴线一直运动，不改变运动方向。根据气体进入旋风分离器的方向，可分为切向入口旋风分离器和轴向入口旋风分离器，区别为气体进入设备的方向与设备轴线相切或者一致。旋风分离器总共包含以下四种类型：轴向入口反转式旋风分离器、切向入口反转式旋风分离器、轴向入口轴流式旋风分离器、切向入口轴流式旋风分离器，结构图如下图所示：

旋风分离器结构图

轴流式旋风分离器通常指轴向入口轴流式旋风分离器，主要结构包括：外筒体、导流叶片、前后导流锥、排气管、灰斗。含尘气流从入口进入旋风除尘器，气流在导流叶片的诱导作用下从直流转变为强旋流动，固相颗粒由于离心力的作用向边壁运动，同时气流携带颗粒沿着轴向运动至排尘环隙，最终进入集尘箱被收集，处理后的洁净气流由排气管排出。

轴流式旋风分离器的结构特性使得其相较于常见的逆流反转式具有众多优点，包括：（1）尺寸结构小，气流运动方向不改变，所以可以与管道串联，工艺布局更加方便。（2）空气处理量大。（3）压力损失小，由于轴流式旋风分离器中气流由进到出的运动方向一致，消除了逆流反转式旋风分离器中的内旋流，内外旋流气体间的摩擦作用消失，且设备体积小，气体运动的总里程也少，所以压降较低。（4）分离效率较低。由于轴流式旋风分离器通过导流叶片造旋，造旋能力不如逆流反转式，所以通常情况下其分离效率比切向入口反转式旋风分离器低。（5）一般多个分离器并联使用，对高浓度含尘气体进行初步净化。由上述特点可知，轴流式旋风分离器适用于处理气体量大、含尘浓度高、运行能耗低的场合。