к какой группе аппаратов относятся циклоны

К какой группе аппаратов относятся циклоны

Циклонные аппараты являются самыми распространенными сухими механическими пылеуловителями благодаря дешевизне, простоте устройства и обслуживания, высокой производительности.

Циклонные аппараты имеют следующие достоинства:
– отсутствие движущихся частей в аппарате;
– надежность работы при температурах газов вплоть до 500 °С (для работы при более высоких температурах циклоны могут быть изготовлены из специальных материалов);
– возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями;
– улавливание пыли в сухом виде;
– почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата;
– возможность успешной работы при высоких давлениях газов;
– простота в изготовлении;
– сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов.

Правильно спроектированные циклоны могут эксплуатироваться надежно в течение многих лет.

Недостатки циклонов:
– сравнительно высокое гидравлическое сопротивление (у высокоэффективных циклонов оно достигает 1250–1500 Па);
– плохое улавливание частиц размером менее 5 мкм;
– невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

Рассмотрим схематично основные виды конструкций циклонных пылеуловителей.

Циклоны различают по способу подвода газов в аппарат. По этому признаку их подразделяют на циклоны со спиральным, тангенциальным, винтообразным, а также с осевым подводом (рис. 10.3.3.1). Циклоны с осевым (розеточным) подводом газов работают как
с возвратом газов в верхнюю часть аппарата, так и без него. Последний тип аппаратов («прямоточные циклоны») отличается низким гидравлическим сопротивлением и меньшей по сравнению с другими типами эффективностью пылеулавливания. Недостатком прямоточных циклонов является необходимость отсоса части газов через бункер для отвода пыли, что способствует его абразивному износу.

Рис. 10.3.3.1. Основные виды конструкций циклонов
(по способу подвода газов):
а) спиральный; б) тангенциальный; в) винтообразный;
г) осевой розеточный циклон с возвратом газов;
д) осевой розеточный прямоточный циклон

Наиболее предпочтительным с точки зрения аэродинамики является подвод газов по спирали. Однако на
практике все способы подвода газа могут использоваться в равной степени.

Схема работы циклона представлена на рис. 10.3.3.2. Направляемые на очистку газы поступают в цилиндрическую часть циклона и совершают движение сверху вниз по наружной спирали. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сотен, а то и в тысячу раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, а под влиянием центробежной силы движутся к стенке. Частицы движутся вдоль стенки по спирали вниз в пылевой бункер. Газовый поток по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Часть газового потока снизу поворачивает вверх, частицы пыли вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер. При этом возможен так называемый обратный вынос пыли, когда часть газа тоже попадает в бункер и оттуда выносит с собой мелкие частицы пыли.

Рис. 10.3.3.2. Схема работы циклона

Поскольку на эффективность пылеочистки в циклоне силы тяжести влияют значительно меньше, чем центробежные силы, циклоны можно располагать в любом положении, даже горизонтальном. Однако для рациональной компоновки оборудования чаще их устанавливают вертикально.

Циклоны разделяют на цилиндрические и конические. В цилиндрических циклонах корпус выполнен с удлиненной цилиндрической частью, а в конических – с удлиненной конической частью. В нашей стране наиболее широкое распространение получили нормализованные цилиндрические и конические циклоны НИИОГАЗ [1, 4–6].

К цилиндрическим (рис. 10.3.3.3) относятся циклоны типа ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У и ЦН-24. Отличительными особенностями аппаратов этой группы являются:

– наличие удлиненной цилиндрической части;

– угол a наклона крышки и входного патрубка к горизонтали, равный соответственно 11, 15 и 24° (вошел
в маркировку циклонов);

– одинаковое отношение диаметра выхлопной трубы d_т к диаметру циклона D, равное 0,59.

Рис. 10.3.3.3. Цилиндрический циклон НИИОГАЗ

Циклон ЦН-15У имеет уменьшенную высоту.

С увеличением угла наклона a входного патрубка к горизонтали уменьшается крутка газового потока, т. е. число витков при прохождении газа в цилиндрической части аппарата. Это уменьшает его общее гидравлическое сопротивление, но одновременно снижает и эффективность циклона, т. к. сокращает время пребывания в нем газа.

Рис. 10.3.3.4. Спирально-конический циклон НИИОГАЗ

К коническим (рис. 10.3.3.4) относятся циклоны типа СДК-ЦН-33; СК-ЦН-34; СК-ЦН-22 (СК – спирально-конический). Они отличаются длинной конической частью, спиральным входным патрубком и малым отношением диаметров выхлопной трубы и корпуса циклона (соответственно 0,33; 0,34; 0,22 – эти цифры вошли в маркировку).

Циклоны можно устанавливать как на всасывающей, так и на нагнетательной линии. Однако для того, чтобы продлить срок службы вентилятора (особенно на потоках с абразивными или липкими пылями), циклоны следует устанавливать на всасывающей линии перед вентилятором. В противном случае пыль попадает в вентилятор
и вызывает его преждевременный износ и поломку.

Герметичность циклонов вместе с бункером – необходимое условие их нормальной работы: даже незначительные подсосы воздуха через бункер резко снижают эффективность очистки.

Следует уделять внимание тому, чтобы в циклоне не конденсировалась влага; температура газов в нем должна быть примерно на 10–25 °С выше температуры точки росы. Для этого применяют тепловую изоляцию циклона, иногда его стенки подогревают.

Ориентировочный расчет диаметра осаждающихся частиц и эффективности циклона. Несмотря на то, что циклоны эксплуатируются в системах пылеулавливания более 100 лет, надежной теории осаждения твердых частиц в центробежном поле до сих пор не разработано. Рассмотрим механизм осаждения на основе упрощенного анализа сил, действующих на частицу
в закрученном газовом потоке (рис. 10.3.3.5).

Если вследствие малости частицы принять, что она увлекается газовым потоком во вращательное движение с угловой скоростью w, то основная действующая на нее сила инерции – центробежная – может быть выражена как

, (10.3.3.1)

где v – линейная локальная скорость газового потока, м/с.

Дополнительная сила инерции обусловлена изменением относительной скорости частицы в газе при перестройке профиля его скоростей. Поток газа входит в циклон с начальной скоростью v_н (скорость газа во входном патрубке циклона); профиль этой скорости показан на рис. 10.3.3.5 линией 1–1. При переходе газа в искривленный канал профиль скорости v перестраивается и ее распределение по сечению канала (линия 2–2) соответствует закону

. (10.3.3.2)

Большинство исследователей принимает n = 1.

Скоростью сепарации частиц называют вектор, равный разности векторов

(10.3.3.3)

Вследствие изменения скорости сепарации частицы появляется дополнительная сила инерции

. (10.3.3.4)

Вектор скорости v_c изменяет свое направление в различных зонах газового потока. Ниже точки А он направлен к периферии циклона, а выше – к его оси. Поэтому учесть силу Р_и при анализе очень сложно; обычно этой силой пренебрегают, что и является основной причиной расхождения экспериментальных данных
с расчетными.

На частицу, перемещающуюся во вращающемся потоке, действует также сила Кориолиса

. (10.3.3.5)

Так как изменение скорости в направлении центробежной силы невелико, то силой Кориолиса можно пренебречь.

И, наконец, последняя сила, действующая на частицу, – это сила сопротивления газовой среды

, (10.3.3.6)

где z – коэффициент лобового сопротивления частицы; S_ч – площадь сечения частицы по нормали к ее движению. Коэффициент z зависит от условий обтекания частицы газом и рассчитывается по формулам (10.3.1.10)–(10.3.1.12).

В циклоне обычно наблюдается стоксовский (ламинарный) режим осаждения, поскольку происходит улавливание частиц с размерами d_ч 100 мкм. Поэтому, если учитывать действие центробежной силы и силы сопротивления газа, то из выражений (10.3.3.1) и (10.3.3.6)
с учетом (10.3.1.10) получим

, (10.3.3.7)

откуда . (10.3.3.8)

Рис. 10.3.3.5. Силы, действующие на частицу
в закрученном газовом потоке в циклоне

При условии (10.3.3.2) распределение скорости газа в криволинейном канале (линия 2–2 на рис. 10.3.3.5) характеризуется зависимостью

, (10.3.3.9)

введение которой в формулу (10.3.3.8) дает выражение

. (10.3.3.10)

Если в этом выражении принять в качестве текущего радиуса r среднее его значение

, (10.3.3.11)

то для всех типов циклонов НИИОГАЗ можно получить обобщенную зависимость, характеризующую минимальный диаметр осаждающихся частиц:

, (10.3.3.12)

Эта зависимость наглядно показывает связь каждой величины, входящей в подкоренное выражение, с размером частиц, сепарируемых в закрученном газовом потоке. Здесь подтверждается общеизвестное правило, что для улавливания мелкодисперсных частиц следует применять циклоны уменьшенных диаметров. Увеличение начальной скорости газа v_н (во входном патрубке циклона) способствует сепарации более мелких частиц. Однако, как показала практика, эта скорость не должна превышать 20 м/с. Оптимальная скорость газа v_н на входе в циклон лежит в пределах 12–15 м/с и зависит от типа циклона.

Выражение (10.3.3.12) в том виде, в каком оно представлено, не позволяет рассчитать размер осаждающейся частицы, потому что содержит неизвестную величину скорости сепарации v_с. Обычно из этого затруднительного положения выходят следующим образом.

Принимается допущение, что частица, вошедшая в циклон вблизи выхлопной трубы (на радиусе R₁), должна осесть на стенке циклона за время прохождения ею цилиндрической части циклона.

Если принять, что по характеру движения частиц циклон работает в режиме идеального вытеснения, то это время

, (10.3.3.13)

. (10.3.3.14)

В уравнениях (10.3.3.13) и (10.3.3.14) V_ц – внутренний объем цилиндрической части циклона; Q_г – объемный расход запыленного газа; h_ц – высота цилиндрической части циклона.

Равенство (10.3.3.14) при оценке скорости сепарации v_с можно принять только приближенно, поскольку в нем учтено время пребывания частиц только в цилиндрической части аппарата. Конические циклоны СК-ЦН имеют укороченную цилиндрическую часть, однако эффективность их выше, чем цилиндрических. Объясняется это тем, что осаждение частиц происходит и в конической части аппарата, радиус которой R₂ уменьшается по ходу движения газа, и тем самым сокращается длина пути частицы при сепарации.

В идеализированном варианте любое пылеулавливающее устройство по принципу действия представляет собой сепаратор, разделяющий поступающую в него пыль на два класса: улавливаемую (с размерами частиц более некоторого d_ч.min) и проходящую через него (с размерами частиц менее d_ч.min). В этом случае эффективность пылеуловителя, оцениваемую отношением масс уловленной и поступившей пыли, можно представить как h = R_d(d_ч.min), где R_d – функция распределения [2], равная отношению массы частиц, размер которых больше d_ч.min, к общей массе частиц.

Если за основу расчета величины d_ч.min взять зависимости (10.3.3.12) и (10.3.3.14), то при известной характеристике дисперсности пыли R_d = f(d_ч) эффективность циклона можно оценить равенством h = R_d(d_ч.min).

Безусловно, это упрощенный подход. Методики расчета эффективности циклонов разрабатывались многими НИИ. Они гораздо сложнее предложенной, но все равно часто дают большие погрешности. Наиболее надежные результаты дает непосредственное испытание циклонов для реальных запыленных потоков, осуществляемое на специальных стендах или непосредственно на действующих промышленных установках.

Выбор циклона. Тип циклона выбирается из табл. 10.3.3.1 методом последовательных приближений при заданной требуемой эффективности очистки газа h. Более подробные таблицы аналогичного вида приведены в специальных справочниках [4].

Соотношение размеров (в долях диаметра D) циклонов НИИОГАЗ
и параметры, определяющие их эффективность

Размер
(см. рис. 10.3.3.3)
и параметр

Источник

Циклон для пыли. Виды циклонов для очистки воздуха и их принцип действия

Циклон для пыли является одним из основных аппаратов для очистки воздуха и отходящих технологических газов от твердых загрязнений, которые образуются в результате деятельности различных производственных предприятий. Благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных узлов и механизмов, возможности увеличения производительности путем объединения в группы и батареи, циклоны сухой очистки широко применяются в технологических и подготовительных производственных процессах.

В зависимости от условий эксплуатации, физических и химических свойств загрязнений, концентрации запыленности и производительности аспирационной системы выбирается определенная конструкция, материал изготовления и размеры пылеулавливающей установки. Широкое использование циклон-аппараты получили в металлургической, химической, энергетической, деревообрабатывающей, горнодобывающей, машиностроительной промышленностях, на предприятиях по переработке и хранению зерна, изготовлению мебели, сыпучих строительных материалов, удобрений, продуктов питания, в сельскохозяйственной области.

Конструкция и устройство циклона

Конструктивно циклон для удаления пыли из воздуха или технологических газов состоит из нескольких основных частей:

В зависимости от условий использования и вида загрязнений рабочей среды различают различные виды циклонов для очистки воздуха. Высокая эффективность очистки достигается в интервале размера загрязняющих частиц от 5 мкм до 40 мкм. Температура рабочей среды не должна превышать 400°C, а пыль не должна иметь слипающихся и волокнистых включений.

Корпус устройства может иметь конусную форму с расширением вниз или вверх, цилиндрический и конусный сегменты могут различаться длиной, высота оборудования учитывает скорость потока и концентрацию загрязнений. Для увеличения производительности без потери эффективности очистки циклоны могут объединяться попарно в группы или создавать батареи. Циклонный пылеуловитель купить можно для использования в качестве первой или основной ступени очистки. При включении устройства в состав аспирационной системы до вентилятора на выхлопной вертикальной трубе располагают спиралевидный патрубок, который задает направление очищенному воздуху, снижает гидравлическое сопротивление и нагрузку на вентилятор.

Принцип действия циклона для пыли

Работа циклона для очистки воздуха основана на применении центробежной и инерционной сил. Запыленный воздух под действием вентилятора проходит по воздуховодам и попадает во входной патрубок устройства со скоростью до 20 м/с. Патрубок имеет спиральную форму, которая придает потоку вращательное движение вдоль стенок корпуса. В сужающейся части скорость запыленного воздуха увеличивается, частицы загрязнений по инерции продолжают опускаться в нижнюю часть циклона. Очищенный воздух резко меняет направление на 180° и попадает в выхлопную вертикальную трубу, через которую выходит наружу.

В зависимости от места расположения пылеочистного оборудования и схемы его включения в состав аспирационной системы входные патрубки могут придавать потоку левое или правое вращение. Пыль, под действием силы инерции, продолжает осыпаться в нижнюю часть и попадает в накопительный бункер, из которого регулярно удаляется. Для выгрузки существует шибер или затвор с механическим или электрическим приводом. Вся конструкция располагается на стальной раме с небольшой площадкой, которая обеспечивает устройству устойчивость и доступ обслуживающего персонала к устройству выгрузки.

Элементы циклонов для пылеулавливания изготавливают из углеродистой и низколегированной стали. При наличии в рабочей среде агрессивных химических веществ или абразивных частиц толщину корпуса увеличивают или изготавливают из легированной стали.

Виды циклонов и их особенности

Наибольшее применение в промышленном производстве получили циклоны марки ЦН-15 и ЦН-11. Эти универсальные устройства предназначены для сухой очистки газовоздушной смеси от твердой неслипающейся и волокнистой пыли. Их нельзя применять в условиях взрывоопасной среды. В зависимости от производительности вентилятора одиночные модели ЦН имеют диаметр корпуса от 200 до 1200 мм, организация в группы предполагает наличие двух, четырех, шести и восьми циклонов с диаметром от 300 до 900 мм. Накопитель для пыли имеет пирамидальную форму, порядок очистки циклона предполагает регулярную выгрузку по мере достижения критического уровня (не выше плоскости, расположенной от крышки накопителя на 0,5 диаметра корпуса). Условное обозначение состоит из букв и цифр: Ц – циклон, Н – разработка НИИОГАЗ, 15,11 – угол наклона входного патрубка.

Для очистки воздуха от крупных отходов деревообработки в виде щепы, витой стружки, сырых опилок, коры, тяжелой пыли используют модели ОЭКДМ, имеющие наиболее низкое значение коэффициента гидравлического сопротивления. Мелкая стружка, древесная пыль, опилки эффективно улавливаются циклонами ЦДО, УЦ, Ц, которые отличаются высокой производительностью и низким уровнем сопротивления. Очистка газов от частиц сажи, продуктов горения и технического углерода осуществляется с помощью устройств СК-ЦН-34. Такие циклоны часто используются в энергетике (при сжигании топлива), в химической промышленности, при производстве нефтепродуктов способом каталитического крекинга.

Широкое применение циклонов в качестве сухой очистки воздуха и газов обеспечили их существенные преимущества:

Источник

Циклон промышленный – сухой инерционный фильтр для очистки воздуха от твердых частиц

Производитель газоочистного, дымоочистного и пылеулавливающего оборудования «ПЗГО» встречает Посетителей и Клиентов и предлагает к глубокому рассмотрению и анализу разновидности, конструкцию, принципы работы, назначения, характеристики и технологические особенности такого типа аппаратов как промышленный циклон для очистки воздуха (циклонный фильтр пылеуловитель).

Профессионально рассчитаем, спроектируем и – на собственной производственной линии – изготовим эффективный, компактный, надежный, долговечный и доступный индустриальный фильтр циклонного типа. Наши пылегазоочистители безотказно служат на более чем 200 индустриальных участках в России, СНГ, Европе и Азии.

Происхождение названия циклонного фильтра и корреляция с одноименным климатическим явлением

Свое название бытовой или промышленный циклон – как система или аппарат для очистки воздуха от твердых частиц – берет от погодного феномена.

В климатологии циклоном (от. др.-греч. Kuklos – круг) называется масштабное, атмосферное вихревое образование со снижающимся в направлении центра давлением (т.н. «глаз циклона»). Вихри могут иметь диаметр до тысяч километров и наблюдаются повсеместно, (кроме экваториальной зоны), возникая в результате закручивания воздушных масс при столкновении теплых и холодных атмосферных фронтов.

_{Анимация работы ротационно-вихревого пылеосадителя}

Воздушный фильтр циклон – по аналогии – генерирует радиально закручивающуюся пылевоздушную среду (завихряя воздух внутри рабочей камеры), поэтому циклонные пылеуловители также называют вихревыми, ротационными, гравитационными, центробежными или инерционными осадителями.

Циклонный сепаратор (под оригинальным названием «cyclonic separator») был изобретен американцем Джоном М. Финчем (John M. Finch), который в 1885 году запатентовал его в качестве пылеуловителя для своей промышленной компании «Knickerbocker Company». К 1900 году радиально-инерционные пылеулавливающие агрегаты уже широко применялись на многих фабриках и мельницах США, а затем – и во всем мире.

Определение, строение и конструкция циклонного фильтра

Циклон – это составной модуль или самостоятельный аппарат для и инерционно-центробежной очистки воздуха или иных газовых смесей от сухих, неслипающихся (кроме талька и золы), твердых частиц крупной и средней дисперсности (> 10-20 µm). Используется как обособленный пылеуловитель, так и в виде первой ступени грубой очистки в системах и установках тонкой фильтрации газов.

Конструкционно, «традиционный» противоточный циклон представляет собой вертикальную колонну круглого сечения, низ которой, как правило, конически сужается (цилиндроконическая форма); в нижней же части обычно располагается и патрубок пылевого выпуска, через который собранный твердодисперсный партикулят отводится в пылесборный бункер.

Основными технологическими узлами и сопутствующими компонентами циклона являются:

_{Базовая схема работы}

Подробный принцип работы циклона

Принцип работы циклонного фильтра заключается в закручивании загрязненного потока внутри цилиндроконической полости; подробно функционирование аппарата можно рассмотреть через нижеследующие пункты:

Бытовые циклонные модули, например, в современных домашних пылесосах, работают по схожему принципу, хотя могут располагаться горизонтально или под наклоном (см. ниже «прямоточные циклоны»). Такая ориентация не приводит к значительному снижению КПД – инерционная раскрутка пыли достаточна для ее выноса (через специальную щель или группу отверстий) в пылесборник, соединенный с циклоном.

Назначение и сферы применения циклонов

Основным назначением данного класса оборудования является захват сухих твердых взвешенных частиц средней и крупной дисперсности, что диктует применимость установок в качестве пылеуловителей и золоочистителей.

Отобразим в таблице основные сферы применения циклонных фильтр-аппаратов.

_{Двухступенчатая пылегазоочистная система на базе скруббера и ротационного пылеуловителя (в качестве первого звена фильтрации). Сделано в «ПЗГО»}

Эффективность циклонов в зависимости от дисперсности

Циклонные пыле- и золоуловители показывают неодинаковую эффективность в улавливании частиц разной дисперсности. КПД – высокий в отношении крупных частиц (опилок и стружки) – падает с уменьшением размера улавливаемых элементов. Отобразим эффективность в таблице.

Увеличение диаметра колонны вихревого пылеосадителя также ведет к некоторому ослаблению эффективности фильтрации пылевоздушной взвеси. Высокий КПД показывают колонны с отношением диаметра и высоты 1.6, что соответствует правилу «золотого сечения».

Пылесборные бункеры, выгрузка осадка

Бункер является важной конструктивной частью циклонной установки. Пылесборник (опилосборник) может иметь, в зависимости от габаритов и производительности устройства, широкий диапазон объемов (от нескольких дм 3 до нескольких десятков м 3 ).

Выгрузка пыли может осуществляться вручную (для малых моделей) или автоматически – шнековым или иным транспортером (для крупногабаритных циклонов).

Форма бункера может быть цилиндрической, кубической, пирамидальной, усеченно-конической, в виде параллелепипеда, с трапецеидальным сужением в нижней части (для размещения червяка). В небольших исполнениях циклонных пылеуловителей практикуется конструирование бункеров в виде выдвижных ящиков на салазках.

Типы и виды циклонных фильтров

Рассмотрим многообразие вихревых инерционных пылеуловителей и очертим их основные особенности и различия.

Противоточные циклоны, аббревиатура «Ц»

Под этим термином скрывается самый распространенный, «классический» вид гравитационно-вихревых пылеочистителей, а название обусловлено тем, что среда в пылеуловителе – достигая определенной теоретической точки, разворачивается на 180 градусов и через центр колонны поднимается вверх – против тока входящего воздуха или газа.

_{Противоточный циклонный дымоочиститель (на переднем плане), сделан в «ПЗГО»}

Забегая вперед, следует отметить, что противоточные разновидности делятся на множество подтипов, которые имеют свои нюансы, но – в целом – недалеко отходят от фундаментального принципа действия противоточного циклона.

Мешочные циклоны

В некоторых моделях циклонная колонна дополняется выводами на мешки, закрепленные на несущей раме агрегата.

Поскольку центробежные пылеуловители показывают максимальную эффективность лишь в отношении крупно- и среднедисперсных частиц, некоторые производители доукомплектовывают осадители суплементарной мешочной системой улавливания пыли мелкой дисперсности, которая – при обычных условиях – свободно минует колонну и выбрасывается через выпускной клапан.

В таких исполнениях пылеуловителей мелкие частички через специальные рукава-воздуховоды направляются в пылесборные мешки, а поток с крупно- и среднедисперсной пылью заходит в циклонный фильтр, где фильтруется на вихревом базисе.

Рукавные циклоны

Отдельные изготовители промышленных циклонов экспериментируют с комбинированием рукавных и циклонных фильтров в едином корпусе.

_{Комбинированное исполнение (схема)}

Фактически, такие воздухоочистные аппараты являют собой закрепленные на плите рукавные блоки, помещенные внутрь ротационного циклона.

Такие пылеочистные агрегаты сочетают в себе принципы, характерные и для рукавных, и для вихревых пылеосадителей – средний и крупный партикулят задерживается на центробежно-инерционном принципе, а оставшаяся микродисперсная пыль фильтруется в микропористых нетканых рукавах, подобно тому, как это происходит в «истинных» рукавных пылеуловителях.

Комментарий «ПЗГО»: использование вышеописанных моделей оправдано лишь в специфических условиях, точно соотносящихся со стереометрическими, технологическими и экономическими ожиданиями Заказчика. В большинстве практических приложений куда большую эффективность покажут двухступенчатые фильтр-системы на базе циклона грубой очистки и полноценного, полноразмерного рукавного или даже абсорбционного фильтра.

Мокрые циклоны (полые пленочные скрубберы со стекающей пленкой)

Выдающимся по своим отличиям, относительно других гравитационных пылеуловителей, рассматриваемых на этой странице, является мокрый циклон, также именуемый полым орошаемым скруббером со стекающей пленкой.

_{Принципиальная схема работы полого скруббера}

Конструктивно, мокрый циклонный фильтр включает, в дополнение ко всему, блок орошения (форсуночный блок) и представляет собой «модернизированную» версию сухого циклона.

Принципиальные отличия можно описать так:

Важными преимуществами мокрых фильтров являются:

Пожалуйста, не стесняйтесь осведомиться подробнее о данном типе оборудования у специалистов Клиентского Отдела «ПЗГО».

Батарейные циклоны (мультициклоны)

Для повышения производительности и / или эффективности улавливания твердых примесей пылеулавливающие агрегаты циклонного типа могут быть объединены в блоки или батареи (т.н. «мультициклоны», «батарейные циклоны», «БЦ»).

Обычно это несколько индивидуальных, небольших в диаметре (Ø не более 30 см), соединенных друг с другом противоточных аппаратов, установленных на одну несущую раму (и нередко закрытые единым кожухом).

Батарейные установки и системы, в основном, используются для улавливания зольных компонентов дымовых выбросов энергетических предприятий (котельных, ТЭЦ, ТЭС), а также для фильтрации пылевых взвесей на АБЗ, ЖБИ, участках загрузки / разгрузки сыпучих материалов, на предприятиях горнодобывающей и перерабатывающей промышленности.

Наиболее рациональным является использование циклона в качестве первой, грубой очистки дымовых эмиссий.

Основным недостатком дымоочистных циклонов, (как батарейного, так и одинарного, моноблочного исполнения), является полный «проскок» запахов, опасных дымовых, печных газов и кислых компонентов, паров и микроскопических аэрозолей – оксидов серы, окислов азота, летучих паров ртути, кадмия, мышьяка, теллура, сероводорода, хлороводорода, кетонов, альдегидов, фуранов, диокскинов и других соединений, представляющих исключительную опасность.

Помимо этого, даже небольшие отклонения в коммутации циклонов внутри батареи могут приводить к нежелательным перетечениям среды из одного аппарата в другой, взмучиванию осадка в бункере и образованию восходящих потоков с обратным выносом уловленного партикулята (т.н. бункерный эффект).

Максимальную эффективность в комплексной, одновременной фильтрации дымовых выбросов твердой, газообразной и аэрозольной природы показывают мокрые пылегазоуловители на базе скрубберов и абсорберов. Пожалуйста, уточняйте информацию по данным типам оборудования в «ПЗГО».

Системы рециркуляции среды в циклонах

Как было упомянуто ранее, аппараты – для увеличения эффективности или производительности – могут быть объединены в батареи, но некоторые производители заходят еще дальше, снабжая циклоны специальными системами рециркуляции.

Рециркуляция – это отбор некоторого объема среды, прошедшей однократную очистку и перенаправление ее в начало очистного контура.

Рециркуляция подразумевает периодический, однократный «перепрогон» среды через очистную инфраструктуру, но может быть и многократной (англ. multi-recirculation) – когда поток, перед выбросом из пылеулавливающего аппарата в рабочий цех или воздушный бассейн, несколько раз проводится через недра установки.

На практике, рециркуляционный насос (дымосос) отбирает из потока около 10-20% загрязненной среды (из зоны выходных клапанов циклонов, состоящих в батарее) и отводит содержимое на повторную очистку.

Циклоны с обратным конусом ЦОК

Среди многообразия центробежных пылеуловителей можно встретить необычные конструкции – циклоны с обратным конусом, идущие под шифром «ЦОК».

Такие пылеосадители представляют «матрешку», состоящую из обычного циклона, помещенного внутрь расширяющегося книзу корпуса (в виде обратного конуса).

Фактически, ЦОК представляют собой «небатарейную» разновидность фильтра с рециркуляцией:

Таким образом достигается рециркуляция в рамках моноблочного аппарата. ЦОК и их подвиды не находят широкого применения в промышленности, но иногда используются для очистки воздуха от абразивной пыли, как правило, – на металлургических и металлообрабатывающих производствах.

Горизонтальные прямоточные циклоны ЦП

Прямоточные циклонные фильтры – в отличие от обыкновенных, противоточных – выполняют очистку воздуха по ходу движения среды. Как правило, такие устройства «врезаются», с помощью специальных ниппелей или иного крепежа, в вентиляционный / аспирационный воздуховод (трубу), то есть, устанавливаются горизонтально – соосно вектору направления воздушного потока.

_{Прямоточная модель фильтра}

Принцип работы – инерционный – не отличается от вертикальных моделей. Пожалуй, единственная особенность «ЦП» – это дополнительная лопастная (лопаточная) розетка, устанавливающаяся внутрь горизонтального пылеосадителя и обеспечивающая закручивание среды; бункер – выносной, также расположен под аппаратом, (может быть вынесен на значительное расстояние).

Пылепоток закручивается, проходя через лопастные направляющие, и пыль отбрасывается на стенки внутренней камеры, откуда через боковой патрубок осадок выводится в пылесборник.

Рекомендуемая скорость потока для достижения номинальной эффективности таких фильтров – не менее 10-12 м/с.

Циклоны типа ЦП используются для первичной, грубой воздухоочистки в условиях ограниченности рабочей площади участка, (не позволяющей установить вертикальный пылеуловитель).

Этот же принцип действия утилизируется в бытовых пылесосах, где ротационный модуль нередко установлен горизонтально или под наклоном относительно пола.

Циклоны для пылесосов

Широкое распространение получили циклоны для пылесосов строительных и бытовых назначений.

Полностью повторяющие принципы работы промышленных моделей, пылесосные циклонные фильтры отличаются лишь меньшим размером и, пожалуй, меньшими – чем у индустриальных – требованиями к степени очистки воздуха от пыли.

В бытовых пылесосах, как правило, используются прямоточные пылеуловители – для наделения устройств еще большей компактностью. Небольшой ротационный пылеосадитель может быть как встроен в корпус самого пылесоса, так и выполнен в виде специальной колбы, вставляющейся «в разрыв» между самим аппаратом и концом рабочего шланга.

_{Колба-насадка, подходит для любых моделей бытовых пылесосов}

Для более мощных строительных пылесосов циклонные пылесборники часто выполняются в виде отдельной независимой напольной приставки. Это значительно снижает нагрузку на основной агрегат, особенно, в процессах сбора золы и сажи (чистка каминов, дымоходов, топок) и мелкого строительного мусора, опилок, крошки, песка. Крупные исполнения инерционных ловушек устанавливаются на передвижные тележки.

_{Центробежный пылесборник для строительного пылесоса, в виде приставки}

Тема пылесосных циклонов находит в Интернете широкий отклик – на видеохостингах можно найти сотни видео-инструкций по созданию самодельных циклонов для пылесосов (из бочек, старых ведер, дорожных конусов, канализационных труб и других подручных материалов). Приобрести надежный фабричный продукт или потратить время на изготовление сомнительного прибора своими руками – решать Вам.

Абразивный износ рабочей камеры

Непрерывный, агрессивный контакт твердых частиц со стенками рабочей камеры приводит к быстрому механическому износу, истиранию металла; особенно силён износ при фильтрации тонкодисперсного абразивного партикулята, например, шлифовальной, заточной, обдирочной пыли и стружки, микрочастиц кальция, ванадия, кремния, никеля, содержащихся в золе сжигания органического топлива.

Проблема износа исключается применением стойких к механическому истиранию сталей / сплавов, (например, шведская износостойкая листовая сталь марки «Hardox», графитизированные и высокомарганцовистые стали и сплавы), нанесением абразивостойкой футеровки камеры, (например, корунд-цементом), или – реже – использованием сменных абразивостойких втулок / вкладышей.

Статическое электричество в циклоне и других сухих пылеуловителях

Активный контакт движущихся частиц друг с другом и с металлической поверхностью рабочей камеры приводит к обретению корпусом аппарата электростатического заряда. В немалой степени величина такого заряда обуславливается электрическими свойствами фильтруемого партикулята.

_{Зависимость электросопротивления пыли от температуры. Из графика видно, что максимальное сопротивление пыль имеет при температуре чуть более 100 градусов Цельсия}

Электростатический заряд, накапливаемый корпусом пылеуловителя и собственно пылью, может быть опасным, как для оборудования, так и для персонала:

Для уменьшения заряда циклона и наэлектризованности пыли проводят футеровку антистатическим покрытием и обеспечивают надлежащее заземление электроцепи.

Интересно: существуют научные работы, посвященные рекуперации электростатической энергии заряженной пыли, то есть, способам ее эффективного «сбора» и использования в рамках улучшения производительности и энергоэффективности пылеулавливающих установок. Впрочем, такие исследования пока что не вышли из экспериментальной области.

Обработка взрывоопасных и пожароопасных сред

Данный абзац прямо связан с предыдущим параграфом. Сухие фильтры не могут использоваться для обработки пылевоздушных смесей, склонных к воспламенению и / или детонации.

Малейшая искра, проскочившая внутри циклона, способна привести к неконтролируемому подрыву среды – как внутри самого аппарата, так и окружающей запыленной атмосферы производственного участка, приведя к индустриальной или человеческой трагедии.

При содержании кислорода в окружающей среде ниже 10% возгорание пыли невозможно. Но такие условия в промышленной практике, особенно в разрезе пылеочистки, обычно не встречаются.

_{Фото: последствия взрыва пыли на предприятии в Порт-Вентворт, Джорджия, США}

Единственными безопасными устройствами для фильтрации взрыво- и пожароопасных пылей являются мокрые скрубберные и абсорбционные фильтры.

Вывод: преимущества и недостатки циклонных фильтров

Циклоны – простые, надежные и выносливые аппараты, которые отлично справляются с фильтрацией взвешенных частиц крупного и среднего размера. Сведем в таблицу их преимущества и недостатки.

«ПЗГО» производит широкий перечень пылеулавливающего и газоочистного оборудования сухого и мокрого типа. В разрезе промышленной очистки воздуха для нас не существует задач, с которыми мы бы не справились. Смотрите выполненные проекты компании, а также загляните на наш официальный Ютюб-канал.

Технические характеристики промышленных циклонных пылеуловителей

Промышленные циклоны, изготавливаемые в «ПЗГО», обладают следующими характеристиками:

Изготовление циклонов промышленных, заказ на производство и монтаж

По вопросам, в любой мере относящимся к расчету, проектированию и изготовлению промышленных циклонов для очистки воздуха от твердодисперсных частиц, пожалуйста, обращайтесь к нам через Контакты данного сайта или заполняйте Опросник Заказчика.

Быстро произведем циклонные аппараты или циклон-включающие пылегазоочистные комплексы и доставим до любого региона РФ и всего Евразийского Континента.

Осуществим профессиональный монтаж циклонов или удаленно посодействуем в шефмонтаже. Обучим персонал. Полный комплект документации. Гарантия.

Источник