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有机硅装置中的除尘分离设备
佟珂沈定耀

摘要：介绍工业上应用的除尘分离,阐述沉降室、旋风除尘器、布袋除尘器、喷淋塔及文丘里洗涤 器等除尘器的原理、构造及其在有机硅装置中的优化组合,并列举文丘里管除尘设备的工艺计算。
关键词:除尘分离:有机硅装置；旋风分离器；文丘里洗涤器

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在化工生产中，通常要求对气固相物料进行分 离。这些操作往往需要处理大量的气固相物流，设 备的尺寸是很大的，因此要正确选择除尘设备。
1除尘分离设备
除尘分离是将粉尘从气相中分离出来,气体得 到净化,粉尘得到回收的单元操作过程。
工业上广泛应用的除尘分离设备通常分为干 式和湿式,常用除尘器见表1。除尘分离常在湿式除 尘器、布袋除尘器及静电除尘器三种除尘器之前选 用高效旋风分离器作为预除尘器。
表1常用除尘器的分类
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锭城除个器
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布袋除1:器
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泡沭除个器
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湿式靜屯除器
精净化
十八

1. 2 旋风除尘器
旋风除尘器利用离心力从气体中除去尘粒,是 一种传统的除尘器。这种除尘器结构简单、没有运 动部件、造价低、维护管理方便,除尘效率一般可 达85%左右,髙效旋风除尘器的除尘效率可达90%以 上。
含尘气体进入旋风除尘器后,在离心力的作用 下,尘粒沿圆筒壁旋转下降,净化的气体通过上部 排气管排分离下来的尘粒则通过排尘口进入下 部的卸尘装置。
旋风分离器有单管、多管、组合式三类:按入 口流向可分为切向入口和轴向入口两种:按入口位 置又可分为上入口和下入口两种。这类除尘 器一般为干式的,如同时喷淋液体则称为湿式旋风 除尘器。
1.3 布袋除尘器
布袋除尘器属过滤式除尘器。常用的滤料有天 然纤维、合成纤维、无机纤维等。
使用时应注意:气体含尘浓度超过5g/m3时应 采用二级除尘,减轻布袋容尘量:严格控制温度使 用范围:不适用于油烟、有凝结水和粘性粉尘的场 合:不能用于易爆或带火花的烟气。

1.1沉降室
沉降室属重力除尘器类。含尘气体在沉降室内 降低流速,尘粒借助于自身的重力而自然沉降,使 尘粒和气体分离而达到除尘的目的。其结构简单、 投资省，但效率低(干式沉降室除尘效率50%〜60%, 湿式沉降室除尘效率60%〜80%),占地面积较大。沉 降室只用来处理非常小量气流。
1.4.喷淋塔
喷淋塔是构造最简单的一种洗涤器,一般不用 作单独除尘。当气体需要除尘、降温或在除尘的同 时要求去除其他可被洗涤的气体时采用这种设备。
根据喷淋塔内气体与液体的流向，可分为顺 流、逆流两种形式。最常用的是逆流喷淋。喷淋塔 对10Lm以上的尘粒去除效率比较髙,一般可达90% 左右。

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图1旋风分离器淹程示意围
1.5文丘里洗络器
文丘里洗涤器是湿式除尘设备中效率最高的， 但动力消耗较大,压降一般为1470〜4900Pa(150〜 500mmHz0)»
文丘里洗洛器由文丘里管和脱水装置两部分 组成。文丘里管包括渐缩管、喉管和渐扩管三部分. 含尘气体从渐缩管进入,液体可从渐缩管也可从喉 管进入。气体通过喉部时,其流速一般在50m/s以 上,使喉部的液体成为细小的液滴,尘粒与液滴发 生碰揸,增大尘粒的有效尺寸.夹带尘粒的液滴通 过旋液分离器,带尘液滴被截留,并经排液口排出.
2应用
有机硅装置中采用了干法和湿法除尘设备,采 用两台串联的旋风分离器除尘系统和文丘里除尘 系统,从而有效地分离出流化床反应器气相产 物中的固相桂粉。
2.1旋风分离器
有机硅装置原料为氣甲烷与硅粉(硅粉也作载 体)，在流化床反应器中发生气固相反应,生成甲基 氧桂焼混合单体。反应的气相产物进行旋风除尘. 分离出的固体进入集尘器后排入粉尘箱•旋风分离 器除尘系统流程示意见图1.
设备的气相压力由设置在最后一级旋风分离器的 气体出料管道上的控制鶊调节.
文丘里除尘器后部的蒸发器为湿式旋风除尘 #,内有瓶的筛网•用甲基氣雜单体从而 彻底清除最后挟带的微量願粒.
2.2文題洗涤器
有机硅装置淹化床反应器气相产物经一级旋 风分离器、二 分离器餅分离后含少》尘 的反应气体进入文丘里洗涤器,用混合甲基氣硅烷 单体作为洗潘法除尘•除姊的气体经蒸 发#、缓冲罐后进入分凝#,冷却择温后的产物进 脱气塔• 洗雜腿示意见图2.
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自一 器及粉体来的含^11^财洗塔• 这个系统由文丘里管和水洗塔组成,经中和池来的 洗涤液洗涤后,排放的废水进入中和池,再循环使 用;废气高点安全放空.水洗塔流程示意见图3.
3设计计算
2.3水洗塔

采用两台串联的旋风分离器除尘系统,一级集 尘器收集的硅粉粉尘根据需要处理后进入流化床 循环使用。二级旋风分离器的安装位置要髙于 一级旋风分离器，以保证进料管道转弯最少.上游
文丘里管的截面可以是團形的,也可以是矩形 的.有机桂装置单体合鮮元采用的文丘里管截面 是圓形的,见图4.
式中，D!为收缩管进口直径,m。
念®ir气体

围3水洗塔ft程示意围
3.4渐缩管长度
渐缩管长度用下式计算： li=Di-Do/2ctg a ]
式中为渐缩管长度,m; a 2—般为3. 5° .
3.5渐扩管出口直径
渐扩管出口直径由下式计算：
D^Di
式中,0*为渐扩管出口直径 3.6渐扩管长度

94文丘里管 1渐缩管 2嗦管 3渐扩管

3.1 喉管直径
喉管直径用下式计算：
Do=0.0188(Q«A^gt)1/2 式中,Do为喉管直径,m;Qt为温度为t时进口气体流 量，mVh;h为喉管中气体流速，一般为50〜 120m/s.
渐扩管长度由下式计算：
12= (Dj-Do) /2-ctg a i 式中,1，为渐扩管长度,m; a 2—般为3. 5° .
在吉林石化电石厂25kt/a有机桂装置中， 文丘里洗涤器除尘效果一开始并不理想，甲基氱 硅烷混合单体液相浪浊,脱气塔底部硅粉沉积较 多,脱气塔再沸器换热效果较差•
在新建50kt/a有机硅装置中,对文丘里洗 涤器进行优化，根据生产经验,优化文丘里管喉 管直径等计算参数;对文丘里管后部的蒸发器重 新设计•文丘里洗涤器除尘克服以往的不足，达 到分离要求，甲基氯硅烷混合单体液相透明,取 得了较好的效果.
综上所述,在有机硅装置单体合成单元中对 除尘分离设计进行优化组合,运用了干法除尘和 湿法除尘工艺，从而达到了优化工艺、提髙产品 质量、降低能耗的理想效果。

3.2 喉管长度
喉管长度用下式计算： lo=(l〜3)Do 式中,Id为喉管长度
3.3 收缩管进口直径
收缩管进口直径用下式计算: D,=2Do
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