Свойства сухих пылеуловителей и циклонов
Гравитационные пылеуловители. Самым простым видом пылеуловителей являются пылеосадочные камеры из категории гравитационных пылеуловителей. Действие их основывается на том, что скорость потока загрязненного воздуха, заходящего в камеру и расширяющегося в ней, снижается, в результате чего твердые частицы, находящиеся в нем, осаждаются под действием собственного веса.
Для увеличения эффективности очистки и уменьшения времени осаждения пыли, то есть сокращения длины камеры, ее делят на несколько каналов или создают лабиринты. Из-за громоздкости эти все камеры не получили широкого распространения. Эффективность очистки в камерах с лабиринтами достигает 55-60%.
Инерционные пылеуловители. Сухие инерционные пылеуловители – струйные ротационные пылеуловители вида ротоклон, циклоны и др.
Циклоны. Это пылеулавливающие аппараты, где улавливание пыли осуществляется путем инерционной сепарации.
Очищаемый воздух, заходя в верхнюю цилиндрическую область циклона тангенциально и вращаясь, переходит из кольцевого пространства, созданного корпусом циклона и выхлопной трубой, в область конуса и, все, также вращаясь, поднимается, выходя сквозь выхлопную трубу. В ходе этого как в восходящем, так и в нисходящем вихревом течении циклона идет постоянное изменение направления скорости потока, а по этой причине скорость частиц, перемещающихся в потоке, в каждый момент времени отличается от скорости потока. Аэродинамические силы, возникающие под действием разности скоростей перемещения воздуха и пылевых частиц, искривляют траектории частиц. Стенок циклона достигают, то есть сепарируются из потока, только те частицы, вес которых достаточно большой.
Под действием силы тяжести, турбулентности, радиального стока, уменьшения угла конусности циклона и остальных гидродинамических факторов частицы, которые отделились, попадают в коническую часть циклона или в бункер, присоединенный к нему.
Циклоны используются широко для очистки вентиляционных выбросов от пыли, а также они распространены во многих отраслях промышленности (керамической, горнорудной, энергетической и т.д.).
Более широкое распространение получили циклоны СИОТ, НИИОГаз и ЛЭОТ.
Эффективность очистки воздуха посредством циклона зависит от дисперсного состава пыли, скорости движения потока воздуха в подводящем патрубке, массы конкретных частиц пыли, от размеров и конструкции циклона (чем диаметр циклона меньше, тем его эффективность выше).
Циклоны устанавливают и на всасывании, и на нагнетании.
Циклоны, очищающие воздух, который содержит влажную пыль (в литейных цехах, например), нужно устанавливать в отапливаемых помещениях, иначе возможно смерзание пыли и выход из строя циклонов.
При содержании большого количества пыли в воздухе для снижения износа вентилятора его нужно устанавливать после циклона.
Из разных конструкций циклонов получили более широкое распространение циклоны ЦН (11, 15, 15у, 24), СИОТ и ВЦНИИОТ.
На базе оценки показателей работы циклонов – экономичности, эффективности и удобной компоновки – циклон ЦН-11 Госстроем СССР утвержден как унифицированный пылеуловитель.
В циклоне типа ЦН-11 НИИОГаза высокой эффективности пыльный воздух поступает во входной патрубок, расположенный тангенциально. В процессе вращения в цилиндрической части корпуса, пылевые частицы, отделившиеся от воздуха, перемещаются в бункер. Затем пыль из бункера уходит через нижнее его отверстие. Чистый воздух по выхлопной трубе перемещается в улитку и уходит в атмосферу из циклона. Циклон ЦН-11 НИИОГаза производится с улиткой и без нее.
Если необходимо очистить большое количество запыленного воздуха, то рекомендуется устанавливать не один циклон большого размера, а несколько циклонов небольших размеров. При расходе воздуха больше 5500 м3/ч рекомендовано объединять в группы циклоны ЦН-11 по 2, 4, 6. 8, 10, 12 и 14 штук.
Свойства циклонов при аэродинамическом сопротивлении равном 981 Па (100 кгс/м2) и равной пропускной способности
Циклоны НИИОГаза серии ЦН используют для улавливания золы из задымленных газов котельных, функционирующих на твердом топливе, пыли в сухом виде из воздуха в аспирационных системах помольных установок, пыли из воздуха транспортных пневматических систем и сушилок при начальной запыленности от 0,3 до 400 г/м3. Циклоны данного вида не устанавливают для очистки взрывоопасной, слипающейся и волокнистой пыли.
Циклон СИОТ включает корпус, крышку корпуса, на ней находится выходной патрубок, раскручиватель, заканчивающийся выходным патрубком, пылевыводящий патрубок, расположенный внизу циклона. Конструкция циклона данного вида характеризуется треугольной формой входного патрубка и отсутствием цилиндрической части.
Циклоны СИОТ используют для очистки воздуха от неслипающейся сухой неволокнистой пыли. Данные циклоны производят семи номеров (№ 1-7), пропускная способность которых составляет от 1500 до 10000 м3/ч.
Циклон ВЦНИИОТ включает цилиндр, внутренний конус, обратный конус, входной патрубок, выхлопную трубу, бункер для приема пыли и шибер.
Циклоны ВЦНИИОТ используют для средней степени очистки воздуха от неслипающейся сухой неволокнистой пыли, а также для очистки воздуха от абразивной пыли. Также их используют с целью очистки воздуха от слипающейся пыли, например, талька и сажи. Для увеличения эффективности осаждения пыли и предохранения ее от взмучивания и уноса из приемного бункера для пыли в нижней части циклона есть внутренний конус.
Циклоны НИИОГаза спирально-конусные СДК-ЦН-33 и СК-ЦН-34 являются аппаратами с высоким аэродинамическим сопротивлением и применяются лишь в случаях, когда аэродинамическое сопротивление при максимальной степени очистки не нормируется.
Циклон ЛИОТ №1 включает корпус, входной патрубок, конус, спираль, выхлопную трубу и патрубок для выхода пыли. Циклоны могут быть и правого, и левого исполнения. У модели правого исполнения движение воздуха происходит по часовой стрелке (при взгляде на Циклон сверху), а у левостороннего циклона – против часовой стрелки. Устанавливают циклоны ЛИОТ и на нагнетании, и на всасывании.
В деревообрабатывающей промышленности с целью улавливания отходов древесины используют циклоны Гипродрева, Гипродревпрома, а также циклоны типа Клайпедского ОЭКДМ. Последний вид можно использовать для улавливания опилок, стружи, древесных отходов и пыли на деревообрабатывающих заводах, а также в цехах по производству древесностружечных плит. Циклон, установленный на нагнетании, бывает и правого, и левого исполнения. Циклоны любого типа для улавливания отходов древесного производства при установке необходимо заземлять.
Ротационные струйные пылеуловители типа ротоклон. Пылеуловитель ротационного типа – это вентилятор, который вместе с движением воздуха очищает его от пыли. Процесс очищения воздуха осуществляется за счет действия центробежных сил, появляющихся при вращении рабочего колеса.
Запыленный воздух в ротационный пылеуловитель вида ротоклон поступает через отверстие для всасывания. В ходе вращения центробежного колеса смесь воздуха и пыли передвигается по межлопаточным каналам, затем под действием сил Кориолиса и сил инерции пылевые частицы пристают к поверхности диска колеса, а также к поверхностям набегающих лопаток. Небольшим объемом воздуха (3-5%) пыль передвигается через зазор между диском колеса и корпусом в кольцеобразный приемник. Из данного приемника через патрубок пыль направляется в бункер и оседает там. Воздух из бункера сквозь отверстие снова возвращается в приемник пыли. Чистый воздух переходит в улитку кожуха и покидает пылеуловитель через нагнетательное отверстие.
Ротационные пылеуловители характеризуются высокой эффективностью в процессе улавливания частиц пыли размером не меньше 8 мкм (83%), а при улавливании частиц пыли размером выше 20 мкм его эффективность составляет 97%.
В ходе ротационного метода отделения пыли эффект задержания пыли может повыситься с помощью водяной пленки. В данном случае для очистки воздуха используется центробежный вентилятор.
