一种去除旋风分离器所收集粉体中的小颗粒的装置和方法

本发明涉及粉体方面的气固分离，具体涉及一种去除旋风分离器所收集粉体中的小颗粒的装置和方法。

背景技术：

1、采用机械粉碎设备制备粉体时，会产生大量的小于5-10µm的小颗粒。这部分小颗粒的存在增加了颗粒粒径分布的宽度，在很多情况下严重影响粉体性能。例如在制备粉末涂料时，大量此类颗粒的存在会大大降低粉体的流动性，使得喷涂难以进行。

2、因此为提高粉体质量，应尽量去除产品中的小于5-10µm的小颗粒，减小粒径分布。

3、现有技术中，对平均粒径较小的产品，在收集过程中使用各种分级机去除细小颗粒；对平均粒径较大的产品，可使用传统的筛分法去除细小颗粒。多次分级操作还可进一步降低细小颗粒的含量。但这些方法成本高、能耗高、操作复杂（如传统叶轮式分级机），甚至无法进行（如使用筛分法筛除10µm以下细小颗粒）。

4、旋风分离器具有固体颗粒收集功能，是一种不需要任何运动部件，由离心力使气流旋转将夹带颗粒收集起来的装置。这种装置结构简单、成本低、效率较高，被广泛应用于气固分离操作中。但是，现有旋风分离器除了能去除极少量的小颗粒以外，几乎不具备颗粒分级功能。虽然现有技术中已经出现对旋风分离器进行改进的方案以对颗粒分级，但是其存在如下技术问题：设计复杂、成本高、运行控制复杂。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明揭示了一种去除旋风分离器所收集粉体中的小颗粒的装置，所述装置包括：

2、二次空气导流环，其包括设置的多个二次空气入口，每个二次空气入口具有缝隙，其中，

3、在颗粒进入旋风分离器的出料口之前，所述二次空气导流环利用所述二次空气入口引入向上气流，并通过缝隙进气形成风刀，风刀在二次空气导流环内沿二次空气流道切向进入旋风分离器内部，

4、所述缝隙的形貌参数、以及风刀的气速和流量满足如下约束条件：风刀不破坏旋风分离器内部的旋转流场，且风刀能有效避免旋风分离器内部的大颗粒被去除的同时，对颗粒聚团进行破碎并对颗粒进一步分选。

5、优选的，

6、每相邻的两根导流丝之间形成所述缝隙。

7、优选的，

8、多个二次空气入口，沿所述二次空气导流环的最外圈侧面，均匀、周向的分布；多个二次空气入口所对应的各个缝隙，自所述二次空气导流环的最外圈侧面，由外向内延伸，延伸至所述二次空气导流环的最内侧边缘处。优选的，

9、所述二次空气导流环经由法兰设置在旋风分离器出料口的上方。

10、优选的，

11、所述二次空气导流环设置在旋风分离器出料口的正上方，且安装时用法兰盘螺栓压紧。

12、优选的，

13、所述二次空气导流环包括：用于承载导流丝的导流丝承载环片，和导流丝承载环片所承载的导流丝，其中，

14、所述导流丝承载环片为片状圆环，其具有内外直径，

15、所述导流丝用于形成二次空气流道。

16、优选的，

17、所述导流丝为多根，

18、所述导流丝承载环片为单独一个导流丝承载环片或两个正对的导流丝承载环片。

19、优选的，

20、当所述导流丝承载环片为单独一个导流丝承载环片时，多根导流丝沿其轴向均匀贴附在所述导流丝承载环片上，

21、当所述导流丝承载环片为两个导流丝承载环片时，多根导流丝沿其轴向均匀贴附在两个正对的导流丝承载环片之间。

22、优选的，

23、导流丝承载环片的内外直径与所述法兰的内外直径相同。

24、优选的，

25、每根导流丝的内端和外端分别位于导流丝承载环片的内径边缘及外径边缘处。

26、优选的，

27、所述导流丝的横截面为圆形、方形或其他形状，

28、所述导流丝的弯曲方向为凸形、直线和凹形。

29、优选的，

30、所述缝隙的形貌参数包括：缝隙的高度，其中，缝隙的高度等于导流丝的最大径向尺寸。例如，当导流丝的横截面为圆形时，最大径向尺寸等于导流丝直径。

31、优选的，

32、所述缝隙的形貌参数包括：缝隙的宽度，其中，缝隙的宽度等于每两根导流丝之间的间距。

33、优选的，

34、当多根导流丝的数量、横截面的形状、缝隙的宽度以及弯曲方向及其角度均不变的情况下，通过调节缝隙的高度，所述二次空气导流环能够实现对不同颗粒的分选。优选的，

35、所述的导流丝承载环片和导流丝的材质为硬质材料。

36、优选的，

37、所述硬质材料包括金属、塑料。

38、优选的，

39、所述导流丝的数量大于等于4根。

40、优选的，

41、所述导流丝的高度为0.25-3mm。

42、优选的，

43、经过导流丝的外端的半径线与经过导流丝内端的半径线之间的夹角为0-80°。

44、此外，本发明还揭示了一种去除旋风分离器所收集粉体中的小颗粒的方法，包括如下步骤：

45、在颗粒进入旋风分离器的出料口之前，利用所述二次空气入口引入向上气流，并通过缝隙进气形成风刀，风刀沿二次空气流道切向进入旋风分离器内部，

46、其中，所述缝隙的形貌参数、以及风刀的气速和流量满足如下约束条件：风刀不破坏旋风分离器内部的旋转流场，且风刀能有效避免旋风分离器内部的大颗粒被去除的同时，对颗粒聚团进行破碎并对颗粒进一步分选。

47、相较于现有技术，本发明的有益效果是：

48、本发明提供的一种去除旋风分离器所收集粉体中的小颗粒的装置和方法，其方案简单，操作方便,为同时实现气固分离和颗粒分级提供了一种简单方便、经济可行的方法。本发明通过缝隙进气引入高速、低流量二次进风，在流道引导下形成切向进入旋风分离器的风刀，通过风刀破碎小颗粒聚团，并通过小流量的向上气流去除细小颗粒，减小颗粒粒径分布。这些特殊设计，有利于提高细小颗粒的去除效率和提高收率，具体的，这些特殊设计的优点在于：

49、1.通过风刀破碎小颗粒聚团，有利于将团聚的细小颗粒分开，保证细小颗粒的去除效率；

50、2.通过小流量的向上气流去除这些细小颗粒，避免大流量的向上气流带走部分大颗粒，保证产品收率；

51、3.通过导流丝间形成的通道，强制二次风形成切向进气的风刀，保证二次风旋转方向与不破坏旋风分离器内部流场，提高细小颗粒的去除效率和产品收率。

52、4.结构设计简单、制造成本低、使用方便，为同时实现气固分离和颗粒分级提供了一种简单方便、经济可行的方法。

53、此外，本发明中的二次风采用缝隙进气，气体在二次空气导流环内沿预设流道切向进入旋风分离器内部，不破坏内部的旋转流场；气体在二次空气导流环内被强制沿着二次空气流道进入旋风分离器内部，缝隙中的高气速、低流量的风刀能有效破碎颗粒聚团，而且避免了大颗粒被去除，从而在尽量不损失回收率的情况下，实现小颗粒的去除。