Центробежные пылеуловители

Одним из наиболее распространенных пыле­улавливающих аппаратов является циклон. Однако с высокой эффективностью циклоны способны улавливать пыль только размером 15— 20 мкм и более. Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока внутри кор­пуса циклона. Это вращение достигается путем тангенциального ввода газа в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке газа, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из по­тока. Газ, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и выходит из цик­лона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 4). Ча­стицы пыли, достигшие стенок кор­пуса, под действием перемещаю­щегося в осевом направлении вра­щающегося потока и сил тяжести движутся по направлению к выход­ному отверстию корпуса и выво­дятся из циклона. Ввиду того, что решающим фактором, обусловливающим движение пыли, являются, аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно распола­гать наклонно и даже горизон­тально.

1-входной патрубок; 2-раскручивающая улитка; 3-выходной

патрубок; 4-крышка; 5-выхлопная труба; 6-цилиндрическая часть;

7-коническая часть; 8-пылевыпускное отверстие; 9-бункер

для пыли; 10-пылевой затвор

Рисунок 4 -Схема циклона

В циклонах наиболее совершенной конструкции можно достаточно полно улавливать частицы крупнее 5 мкм.

Основные условия эксплуатации циклонов сводятся к сле­дующему:

1. Необходимо следить, чтобы в конической части циклона не накапливалась пыль. Для ее сбора под циклоном предусмотрен специальный бункер,

2. Подсос воздуха в нижней части циклона недопустим. Бункер для сбора пыли должен быть герметичным. Спуск пыли из бункера осуществляется через патрубок с двойным затво­ром-мигалкой (см. рис. 4), отрегулированной так, чтобы кла­паны работали поочередно.

3. Стандартные конструкции циклонов могут работать при температуре газа не выше 400 °С и давлении (разрежении) не более 2,5 кПа.

4. При работе на газе с высокой температурой циклоны внутри футеруют огнеупорными плитками, а выхлопную трубу выполняют из жаропрочной стали или керамики. При низкой наружной температуре минимальная температура стенки цик­лона должна превышать температуру точки росы не менее чем на 20—25 °С. Для обеспечения этого условия стенки циклонов в ряде случаев покрывают снаружи теплоизоляцией.

5. Начальная концентрация для неслипающихся пылей в циклонах диаметром 800 мм и более допускается до 400г/м³. Для слипающихся пылей и циклонов меньших размеров концен­трация пыли должна быть в 2—4 раза ниже.

6.Циклон должен работать с постоянной газовой нагрузкой. При значительных колебаниях расхода должны устанавли­ваться группы циклонов с возможностью отключения отдельных элементов.

7. Рекомендуется установка циклонов перед вентиляторами, чтобы последние работали на очищенном газе и не подверга­лись абразивному износу.

Интенсивность абразивного износа зависит от запыленности газа, скорости газового потока в циклоне и абразивных свойств пыли. Одной из мер повышения износостойкости циклона яв­ляется нанесение на изнашиваемую поверхность стойких к из­носу покрытий, например футеровка циклона плитками из плавленого диабаза, базальта, камнелитых материалов или бро­невых плит. Другим способом защиты от износа является изго­товление циклонов из износостойких материалов - высокопроч­ного чугуна или неметаллических износостойких материалов. Важное значение имеет и совершенствование конструкций цик­лонов в направлении подбора оптимального угла атаки газа на стенку, снижения скорости газа в циклоне, выбора оптималь­ной высоты циклона и угла раскрытия конуса, уменьшения вто­ричных течений в циклоне и т. п.

Увеличение диаметра циклона приводит к снижению его эффективности. Поэтому возникла необходимость в простых циклонных элементах небольшого диаметра, имеющих высокую степень очистки и приспособленных для объединения в большие группы с большой пропускной способностью. Применяют циклонные элементы с диаметром цилиндрической части корпуса 100-250 мм. В целях удобства объединения и компактности установки придание газовому потоку вращения достигается с помощью специальных устройств, представляющих собой либо двухлопастной винт, либо розетку (рис. 5)

1-корпус элемента; 2-выхлопная труба; 3-винт; 4-розетка

Рисунок 5 - Элементы батарейных циклонов

Розетки работают эффективнее, однако они чувствительнее к засорению, и поэтому их не рекомендуется использовать при чрезмерно высокой запыленности газа и слипающейся пыли. В некоторых типах батарейных циклонов применяют улиточный и полуулиточный подвод газа, Циклонные элементы компонуют в батареи, где они работают параллельно. Очищаемые газы вводятся через вводной патрубок в общую распределительную камеру, откуда распределяются по отдельным элементам. Пыль, осаждающаяся в циклонных элементах, ссыпается в общий для всех элементов бункер. Число циклонных элементов, объединенных общим пылевым бункером, не должно превышать 8 в ряду по ходу газов и 12 в ряду, перпендикулярном ему.

Аналогично принципу действия циклонов работают вихревые пылеуловители (в отечественной практике не получили широкого распространения).