摘要

针对传统旋风分离器对粒径小于5μm的颗粒分离效率低的问题,提出通过在环流式旋风装置中构建过饱和环境,利用异质凝结原理促进细微颗粒长大的方法。基于Fletcher的经典成核理论,建立气液固数值模型,分析环流旋风分离器中气体和颗粒的流动特性以及冷凝生长和聚并过程。结果表明:经过异质凝结生长和聚并后,颗粒在旋风内的平均粒径从1μm增大到3.92μm,分离效率从51.26%提高到88.26%。在此基础上,分析内筒直径、进气管倾斜角度,以及进口气速对环流式旋风装置压降和分离效率的影响,并通过多目标优化算法得到帕累托最优设计点,优化后的分离效率可达97.5%以上,同时压降也减小至1 165 Pa以下。