Основные виды и конструкции циклонов

Циклоны различают по способу подачи очищаемого газа в аппарат (рис. 5.5):

– подача газа в аппарат по спирали (рис. 5.5а);

– тангенциальная подача газа (рис. 5.5б);

– винтообразная подача газа (рис. 5.5в);

– подача газа через «розетку» с возвратом газа (рис. 5.5г);

– подача газа через «розетку» с прямоточным выходом (рис. 5.5д).

Рис. 5.5. Основные конструкции циклонов по способу подачи очищаемого газа: а – спиральный; б – тангенциальный; в – винтообразный; г – розеточный (циклон с возвратом газов); д – розеточный (прямоточный циклон)

Конструктивно также различают:

– цилиндрические и конические циклоны (рис. 5.6 и 5.7);

– групповые циклоны (рис. 5.8);

– батарейные циклоны (рис. 5.9).

Кроме того, в практике пылеочистки принято делить циклоны на: высокоэффективные и высокопроизводительные. Аппараты первого типа отличаются более высокой эффективностью, но требуют больших затрат на осуществление процесса очистки, так как обладают более высоким гидравлическим сопротивлением; циклоны второго типа имеют небольшое гидравлическое сопротивление, отличаются большей производительностью, но хуже улавливают мелкие частицы.

Циклоны типа ЦН

Из значительного числа различных конструкций циклонов наиболее распространены циклоны НИИОГАЗ, ЛИОТ и СИОТ (НИИОГАЗ – Научно-исследовательский институт очистки газов, ЛИОТ – Ленинградский институт охраны труда, СИОТ – Свердловский институт охраны труда). Как правило, циклоны изготовляют из листовой стали толщиной около 4…8 мм (при абразивной пыли выбирают лист большей толщины).

Конструкция циклонов НИИОГАЗ типа ЦН представлена на рисунке 5.7. От­ли­ч­ит­е­ль­ной особенностью циклонов этого типа является наклонный входной патрубок (вместо расположенного под углом 90° к вертикальной оси циклона). Циклон состоит из входного патрубка прямоугольной формы 2, цилинд-рической части корпуса циклона 1 и выходной трубы 3. В верхней цилиндрической части корпуса циклона имеется крышка 4, согнутая по винтовой линии на 360°, с шагом, равным высоте входного патрубка; нижняя часть корпуса 5 выполнена в виде конуса. На выходной трубе можно устанавливать улитку, служащую для преобразования вращательного движения газов в поступательное. Под циклоном обязательно устанавливают бункер для сбора уловленной пыли (при группе циклонов – общий бункер).

Имеется три типа циклонов НИИОГАЗ, отличающихся один от другого различным углом наклона входного патрубка: тип ЦН-15 – нормальный и ЦН-15у – укороченный, угол 15°; тип ЦН-24 – повышенной производи­тельности (с наименьшим коэффициентом гидравлического сопротивления ξ, предназначен для улавливания крупной пыли), угол 24°; тип ЦН-11 – повышенной эффективности
(с наибольшим коэффициентом гидравлического сопротивления ξ), угол 11°.

Основным типом циклонов НИИОГАЗ является ЦН-15. В этом циклоне обеспечивается наибольшая степень улавливания пыли при наименьшем значении коэффициента гидравлического сопротивления. Циклоны НИИОГАЗа стандартизированы, и их геометрические размеры для всех типов циклонов выражаются в долях внутреннего диаметра цилиндрической части циклона D. На основании материалов сравнительных испытаний циклоны НИИОГАЗ по эффективности очистки газов и умеренной величине коэффициента гидравлического сопротивления являются достаточно совершенными.

Цилиндрические циклоны типа ЦН относят к высокопроизводительным циклонам, а конические циклоны (типа СИОТ и др.) – к высокоэффективным.

Групповые циклоны

Групповые циклоны (рис. 5.8) применяются для очистки газов больших объемов, а также с целью повышения степени очистки.

Высота установки группового циклона, по сравнению с установкой одиночного циклона, при очистке одинакового объема газа снижается в несколько раз. Циклонные элементы в групповом циклоне соединяются параллельно, используются с винтовым, спиральным входом газа, а также прямоточного типа.
Групповые циклоны имеют подводящий коллектор, через который запыленный газ распределяется по отдельности в каждый циклон. Количество элементов в группах, как правило, составляет от 4 до 6 штук.

На выходе очищенный газ собирается в общий сборник циклонов, последний выполняется в виде камеры прямоугольной или круглой формы, а также может иметь вид улиток, которые затем соединяются с общим газоходом, использование улиток вместо камер сокращает высоту установки группового циклона. Групповой циклон имеет общий бункер для сбора уловленной пыли. В отдельных случаях, по компоновочным соображениям, вместо бункера используется шнек с непрерывной выгрузной пыли или система пневмотранспорта. При наличии системы пневмотранспорта на циклонах устанавливаются шлюзовые затворы, которые выгружают уловленную пыль в трубопровод системы пневмотранспорта.

Батарейные циклоны

Батарейные циклоны применяются для очистки дымовых газов тепловых электростанций, промышленных котельных, сжигающих твердое топливо, а также в других отраслях промышленности. Они состоят из нескольких десятков и даже сотен циклонных элементов, параллельно установленных в одном корпусе, который имеет общий вход и выход очищаемого газа, а также общий бункер. Закручивание газа в циклонных элементах производится с помощью лопаточных
завихрителей типа «розетка» или за счет подачи очищаемого газа через «улитку».

Схема батарейного циклона БЦ-2, имеющего циклонные элементы с розетками, показана на рисунке 5.9. Диаметр циклонного элемента – 254 мм, условная скорость в корпусе циклона составляет 4…5 м/с. Степень очистки дымовых газов от летучей золы котельных со слоевым сжиганием достигает 70–75 %.

Рассмотрим принцип работы батарейного циклона (рис. 5.9). Запыленный газ через патрубок 1 поступает в «камеру грязного газа» 2 и распределяется по циклонным элементам 4. С помощью циклонных элементов производится очистка газа от пыли. Уловленная пыль отводится в бункер 8, далее через затвор выгружается наружу. Очищенный газ после циклонных элементов поступает в камеру чистого газа 3, а затем с помощью дымососа выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу. Камеры чистого и грязного газа (а также бункер) между собой разделяются герметичными перегородками 5 и 6. На входе в камеру грязного газа располагается шибер 7, с помощью которого производится отключение части циклонных элементов в случае снижения расхода очищаемых газов.