民國115年 普通考試 環保行政 環境污染防治技術概要
第3題
請說明旋風集塵器（Cyclone）去除粒狀空氣污染物之原理，並列舉影響 其處理效率之重要操作及設計參數。（25 分）
題目
請說明旋風集塵器（Cyclone）去除粒狀空氣污染物之原理，並列舉影響 其處理效率之重要操作及設計參數。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、去除原理：含塵氣流由進口以切線方向進入圓筒，沿壁形成向下之外渦流，再於中心形成向上之內渦流，最後由排氣管（vortex finder）排出。粒狀物受離心力作用向筒壁移動，與氣流分離後沿壁面落至圓錐段及集塵斗，達成氣固分離。
- 二、分離機制與效率指標：離心力Fc＝m·vt²/r，與粒徑三次方及切線速度平方成正比，遠大於重力，故可去除較重力沉降更細之微粒。常用分離粒徑（cut diameter, d50）與總收集效率表示性能；粒徑愈大、密度愈高、氣流速度愈大，效率愈高。
- 三、重要操作參數：進口流速一般15～25 m/s，過低則離心力不足，過高則壓損與磨耗增加；氣體流量與負荷變動；粉塵濃度、粒徑分布與密度；氣體溫度與黏度，黏度上升使效率下降；含水率與粉塵黏附性，易造成壁面結垢與排塵口堵塞。
- 四、重要設計參數：筒體直徑D與總高度，直徑愈小離心力愈大、效率愈高，故常採多管式（multiclone）併聯；圓筒段與圓錐段比例，圓錐段有助細粉分離；進口形式（切線式、蝸殼式）與寬高比；排氣管直徑及插入深度；排塵口與集塵斗之氣密性；壓降一般約500～1500 Pa。
- 五、限制與改善：對5 μm以下細微粒效率偏低，常需串聯袋式集塵器或靜電集塵器；排塵口漏風會造成已收集粉塵再揚起，為效率下降主因；高磨耗性粉塵應加耐磨襯裡。建議依中位粒徑與所需效率選型，並定期檢查氣密、清灰與壓降。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。