Центробежные пылеуловители

Центробежные пылеуловители. Наиболее распространенные среди центробежных устройств так называемые циклоны. Это объясняется относительной простотой их конструкции, незначительным гидравлическим сопротивлением, малыми габаритными размерами и достаточной эффективностью очистки. Термин "циклон" происходит от греч. kyklon — взвихрить, крутить, перемещать по кругу. Циклон впервые был применен как сухой вихревой сепаратор 25.07.1886 г., когда СМ. Морзе получил германский патент на циклонный сепаратор. Выделяется пыль в циклонах под действием центробежных сил, возникающих вследствие вращения газового потока в корпусе аппарата. Несмотря на разнообразие конструкций циклонов, классический вариант (рис. 91) имеет такие составные части: цилиндрическую обечайку (3) с крышкой (5) и тангенциальным патрубком (4) для введения запыленного газа; конус (2) с патрубком для отведения пыли; центральную трубу (7) с патрубком (6) для отведения очищенного газа; пылесборник (1).

Запыленный газ поступает в циклон по тангенциально расположенному патрубку, приобретая вращательное движение. После двух-трех вращений в кольцевом промежутке между корпусом и центральной трубой газ винтообразно опускается вниз, причем в конусной части аппарата вследствие уменьшения диаметра скорость вращения потока увеличивается. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенкам цилиндра, благодаря чему основная их масса сосредоточивается в потоке газа, который движется непосредственно у стенок аппарата. Этот поток направлен в нижнюю часть конуса, частицы пыли при этом попадают в пылесборник, а газ, резко изменив направления, по центральной трубе выводится из аппарата. Эффективность очистки газа от частиц пыли диаметром 5 мкм составляет 11 %, до 10 мкм — 40%, 30 мкм — 70%, 60 мкм — 90%. В различных отраслях промышленности в зависимости от условий производства и требований очистки применяют циклоны типов: НИИОгаз (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24, СК-ЦН-34, СК-ЦН-40); ЛИОТ; СИОТ; ЦКТИ; ЦМС-27 и др. При одной и той же производительности меньшие размеры циклонов обеспечивают более высокую степень очистки, имеют меньшее гидравлическое сопротивление, работают в широком диапазоне запыленности (до 100 г/м3), температур (до 400 °С) и давления. К таким аппаратам относятся батарейные циклоны (мультициклон, мультиклон). Высокой степени очистки ГВС достигают за счет установки в циклонах диаметром 3 м элементов (циклончиков) малого диаметра (15—25 см). Батарейный циклон может содержать несколько десятков и даже сотен параллельно размещенных элементов, которые имеют общие коллектор для подведения газа и бункер для сбора пыли (рис. 92). Так, батарейный циклон производительностью 650 000 м3/ч содержит 792 циклончика. Но оптимальным считают содержание таких элементов в количестве 100. При большем их количестве эффективность очистки снижается. Батарейные циклоны могут работать по принципу прямо - или об-ратнопоточных циклонов. Вращательное движение ГВС в элементах совершается как за счет тангенциального подведения, так и путем аксиальной подачи газа через розетки.

Запыленный газ входит через патрубок в коническую камеру циклона, а затем аксиально — в циклончики, которые имеют винтообразный аппарат с 4—8 лопастями или спираль, установленные под углом 25°. Лопасти могут быть загнутыми вверх для безударного входа газа. Когда ГВС проходит винтообразные лопасти, твердые частицы за счет центробежной силы выпадают из потока и собираются в бункере. Очищенный газ по центральным трубам цик-лончиков направляется в верхнюю часть батарейного циклона и выводится из него по патрубку. Эффективность очистки составляет: от частиц пыли диаметром 5 мкм — 85—90%, 10 мкм — 85—90%, 20 мкм — 90—95%. Циклоны используют главным образом для первой ступени очистки (в строительной, металлургической промышленности, на ТЭС) в комбинации с аппаратами для тонкой очистки газа, например электрофильтрами и скрубберами. К недостаткам относятся сложности в изготовлении и большая металлоемкость аппаратов. Кроме того, батарейные циклоны эффективно работают лишь при очистке газов от сухой и не слипающейся пыли.