Экранный инерционный пылеуловитель. Основной элемент аппарата – V -образный профиль. Струи, на которые разбивается поток запыленного газа, сталкиваются с основанием V -образного элемента. В результате столкновения и кругового движения пыль отделяется от потока и попадает в бункер, расположенный внизу. В случае необходимости для более полного удаления пыли из V -образных каналов прибегают к постукиванию или вибрации. Применяют также впрыскивание жидкости, что способствует удалению пыли и предотвращает ее повторный унос газовым потоком. Преимуществом аппарата является возможность его использования при высоких температурах и агрессивных средах.
Гидравлическое сопротивление аппарата 25 – 100 Па. Эффективность очистки при запыленности газа 20 – 70 г/м3 и содержании фракций более 10 мкм 62 % составляла 80 – 91 %.
Таблица 8.
Техническая характеристика инерционных газоочистных аппаратов
| Пылеуловители |
Циклоны |
|||||
| тип |
производительность, м3 /ч |
масса, кг |
тип |
производительность, м3 /ч |
масса, кг |
гидравлическое сопротивление, Па |
| ИП-1 |
745 |
27 |
ЦИП-1 |
45 |
6,1 |
700 |
| ИП-2 |
1030 |
35 |
ЦИП-2 |
62 |
7,8 |
630 |
| ИП-3 |
1730 |
55 |
ЦИП-3 |
104 |
12,6 |
570 |
| ИП-4 |
2600 |
101 |
ЦИП-4 |
156 |
20,4 |
530 |
| ИП-5 |
3670 |
132 |
ЦИП-5 |
220 |
35,7 |
510 |
| ИП-6 |
6340 |
209 |
ЦИП-6 |
380 |
58,6 |
480 |
| ИП-7 |
9400 |
398 |
ЦИП-7 |
582 |
95,6 |
460 |
| ИП-8 |
12750 |
495 |
ЦИП-8 |
380 |
58,6 |
480 |
| ИП-9 |
15000 |
562 |
ЦИП-9 |
582 |
95,6 |
460 |
3.4. Циклоны
3.4.1. Общая характеристика
Сепарация пылевых частиц в циклоне осуществляется на основе использования центробежной силы.
Циклоны широко применяются для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов во всех отраслях народного хозяйства. Можно утверждать, что циклоны являются наиболее распространенным видом пылеулавливающего оборудования. Их широкое распространение в значительной мере объясняется тем, что они имеют многие преимущества – простота устройства, надежность в эксплуатации при сравнительно небольших капитальных и эксплутационных затратах. Надежность циклонов обусловлена, в частности, тем, что в их конструкции нет сложного механического оборудования.
Капитальные и эксплутационные затраты на пылеулавливающие установки, оборудованные циклонами, значительно меньше соответствующих расходов для установок с рукавными фильтрами, а тем более электрофильтрами. Циклоны делятся на циклоны большой производительности и циклоны высокой эффективности. Первые имеют обычно большой диаметр и обеспечивают очистку значительных количеств воздуха. Вторые – сравнительно небольшого диаметра (до 500 – 600 мм). Очень часто применяют групповую установку этих циклонов, соединенных параллельно по воздуху.
Циклоны, как правило, используют для грубой и средней очистки воздуха от сухой неслипающейся пыли. Принято считать, что они обладают сравнительно небольшой фракционной эффективностью в области фракций пыли размером до 5 – 10 мкм, что является основным их недостатком. Однако циклоны, особенно циклоны высокой эффективности, улавливают не такую уж малую часть пыли размером до 10 мкм – до 80 и более процентов.
В современных высокоэффективных циклонах, в конструкции которых учтены особенности улавливаемой пыли, удалось существенно повысить общую и фракционную эффективность очистки. Отмеченный выше недостаток обусловлен особенностями работы циклонов, в частности, турбулизацией потока запыленного воздуха, которая препятствует сепарации пыли.
Разработано и применяется в технике обеспыливания большое число различных типов циклонов, которые отличаются друг от друга формой, соотношением размеров элементов и т. д.
Корпус циклона состоит из цилиндрической и конической частей.
По форме циклоны разделяются на цилиндрические (H ц > H к ) и конические (H к > H ц ), H ц и H к соответственно высота цилиндрической и конической части циклона. Коническая часть аппарата выполняется в виде прямого конуса, обратного конуса или может состоять из двух конусов – прямого и обратного. Строение конической части определяет особенности движения пылевоздушного потока в этой части циклона и оказывает существенное влияние на процесс сепарации, а также коагуляцию некоторых видов пыли в аппарате, на устойчивость его работы при улавливании данных видов пыли.
Запыленный воздух поступает в циклон через патрубок, очищенный – удаляется через выхлопную трубу. В зависимости от способа подведения воздуха к циклону различают циклоны с тангенциальным и спиральным подводом воздуха. При прочных равных условиях циклоны со спиральным подводом обладают более высокой эффективностью очистки. Поток запыленного воздуха входит в корпус циклона обычно со скоростью 12 – 14 м/с.
Применяют циклоны правые (вращение потока запыленного воздуха по часовой стрелке, если смотреть сверху) и левые (вращение против часовой стрелки).
Ниже рассматриваются теоретические основы циклонного процесса и наиболее распространенные и характерные виды циклонных аппаратов.
Запыленный воздух, войдя в корпус, движется по спирали вниз вдоль стенок корпуса. Крупные пылевые частицы (более 100 мкм) под действием центробежных сил движутся у стенок корпуса, а мелкие частицы (менее 10 мкм) – на некотором расстоянии от стенок. Достигнув уровня прорезей в стенках корпуса, крупные пылевые частицы с частью воздуха удаляются из корпуса через отверстия в пылесборник. Здесь происходит сепарация частиц, и они через патрубок удаляются.
Мелкие пылевые частицы продолжают движение в составе воздушного потока в корпусе циклона, а затем в пылесборнике. Мелкие частицы совместно с крупными покидают аппарат через пылевыпускной патрубок. Воздушный поток через выхлопную трубу выходит из аппарата.
Сферический циклон был испытан в производственных условиях на пыли древесной, цементной, известковой, угольной, песка, щебня, золы и шлака, горелой формовочной смеси. Эффективность очистки находилась в пределах 98 – 99 % (для частиц 10 – 50 мкм).
Повышение эффективности очистки, особенно в области мелких фракций, достигается благодаря более равномерной подаче, распределению и закручиванию пылевоздушного потока (наличие нескольких входных патрубков). Сферическая форма корпуса и пылесборника способствует интенсификации процесса коагуляции частиц.
Таблица 9.
Техническая характеристика основных типов циклонов
| Тип циклона |
Отношение коэффициента гидравлического сопротивления к скорости потока |
Скорость газового потока, м/с |
Степень очистки (медианный размер частиц 8 мкм) при гидравлическом сопротивлении 100 Па и расходе воздуха 1800 м3 /ч, % |
||
| в сечении корпуса |
во входном отверстии |
в сечении корпуса |
во входном отверстии |
||
| ЦН-11 |
250 |
6,1 |
2,9 |
16,2 |
73,1 |
| ЦН-15 |
160 |
7,6 |
3,1 |
13,5 |
71,7 |
| ЦН-24 |
80 |
10,9 |
4,4 |
12,0 |
63,7 |
| ЦН-15У |
170 |
8,2 |
3,2 |
14,6 |
65,2 |
| СК-ЦН-34 |
1200 |
25 |
1,1 |
8,0 |
75 |
| СДК-ЦН-33 |
600 |
20,3 |
1,6 |
9,8 |
74 |
| ЛИОТ |
460 |
4,2 |
5,1 |
21,5 |
67,7 |
| ВЦНИИОТ |
- |
9,3 |
13,5 |
- |
71,9 |
| СИОТ |
- |
6,0 |
3,9 |
17,0 |
71,7 |
3.4.2. Батарейные циклоны (мультициклоны)
Батарейный циклон (мультициклон) состоит из большого количества циклонных элементов небольшого диаметра, расположенных в общем корпусе с единым подводом и отводом газа и общим бункером.
Корпус батарейного циклона разделен на несколько секций, которые частично могут отключаться при изменении нагрузки на аппарат.
Наиболее распространены циклонные элементы с направляющими аппаратами типа «винт» и «розетка». Обычно применяют циклонные элементы диаметром 100, 150, 250 мм.
Циклонный элемент состоит из корпуса, направляющего аппарата и выхлопной трубы. Элементы с направляющим аппаратом «розетка» имеют более высокую эффективность, но они более склонны к забиванию пылью, чем элементы с аппаратом «винт».
Целесообразность применения батарейных циклонов объясняется тем, что эффективность циклонных аппаратов малого диаметра выше, чем большого. Кроме того, габариты батарейного циклона, в частности, по высоте, меньше, чем группы циклонов при той же производительности.
Недостатком батарейных циклонов является более высокий удельный расход металла по сравнению с одиночными циклонами, а также неравномерное распределение очищаемого воздуха между элементами, что приводит к некоторому снижению эффективности очистки по сравнению с одиночными циклонами того же диаметра, что и элементы батарейного циклона.
Батарейные циклоны могут применяться для улавливания слабо- и среднеслипающихся пылей. Их используют для очистки газов от летучей золы, пыли цемента, доломита, известняка, шамота и др. Для улавливания сильнослипающихся пылей их применять не рекомендуется.
Ряд аппаратов предназначен для очистки газов с температурой до 400°С. Часть аппаратов выпускается во взрывоопасном исполнении.
Батарейный циклон БЦ-2 включает (в зависимости от типоразмера) от 20 до 56 чугунных литых циклонных элементов диаметром 250 мм с направляющими аппаратами «розетка».
3.5. Ротационные пылеуловители
В ротационных пылеуловителях очистка газов (воздуха) от пыли основана на использовании центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса аппарата.
Характерной особенностью ротационных пылеуловителей является то, что в одном аппарате совмещен побудитель (вентилятор) и пылеуловитель. Благодаря этому аппарат более компактен, чем установка, состоящая из вентилятора и пылеулавливающего устройства. Ротационный пылеуловитель потребляет меньше электроэнергии, чем вентилятор и пылеуловитель в сумме.
Ротационные пылеуловители делятся на две основные группы в зависимости от места подвода запыленного потока к аппарату. Большая часть ротационных пылеуловителей относится к группе, в которой запыленный поток поступает в центральную часть колеса, вращающегося в кожухе. Пылевые частицы под действием центробежных сил и сил Кориолиса отбрасываются на периферию диска и оттуда поступают в пылесборник.
Применяются также аппараты ротационного типа, в которых для повышения эффективности очистки запыленный поток соприкасается с водной поверхностью, отдавая воде часть содержащейся в нем пыли.
Ротационные пылеуловители служат для очистки воздуха (газов) от неслипающихся и слабослипающихся пылей при их значительной концентрации в потоке. Эффективность очистки от пыли с частицами размером 8 – 12 мкм составляет 83 %. Для размера 20 мкм – до 97 %.
Таблица 10.
Техническая характеристика ротационных пылеотделителей
| Производительность, м3 /ч |
Напор, Па |
Частота вращения ротора, об/мин |
Вид пыли |
Концентрация пыли, г/м |
Степень очистки,% |
Расход электроэнергии, кВт*ч/м3 |
|
| на входе |
на выходе |
||||||
| 870 |
2460 |
3000 |
Зола |
28 |
5,0 |
80 |
1,6 |
| 720 |
2310 |
3000 |
» |
24 |
4,0 |
84 |
1,56 |
| 570 |
2310 |
3000 |
» |
6 |
0,1 |
78 |
1,44 |
| 870 |
2310 |
3000 |
» |
140 |
20,0 |
82 |
1,6 |
| 363 |
2460 |
3000 |
Стекло |
10 |
0,02 |
99 |
1,2 |
| 725 |
500 |
3000 |
Кварц |
12 |
0,1 |
99 |
1,4 |
| 275 |
500 |
3000 |
Уголь |
10 |
0,1 |
99 |
0,8 |
| 550 |
500 |
3000 |
Тальк |
12 |
0,14 |
99 |
0,85 |
| 2000 |
500 |
730 |
Суперфосфат |
4,3 |
0,16 |
98 |
0,95 |
| 2000 |
500 |
730 |
Огарок |
50 |
0,1 |
99 |
0,9 |
3.6. Вихревые пылеуловители
В вихревом пылеуловителе, как и в циклоне, сепарация пыли основана на использовании центробежных сил. Основное отличие вихревых пылеуловителей от циклонов заключается в наличии вспомогательного закручивающего газового потока.
Применяют два вида вихревых пылеуловителей: сопловые и лопаточные.
В аппарате и того и другого типа запыленный газ поступает в камеру через входной патрубок с завихрителем типа «розетка» и обтекателем. В кольцевом пространстве между корпусом аппарата и входным патрубком расположена подпорная шайба, которая обеспечивает безвозвратный спуск пыли в бункер.
Обтекатель направляет поток газа к периферии. Пылевые частицы за счет воздействия центробежных сил перемещаются из центральной части потока к периферии.
Далее процесс в аппаратах двух видов несколько отличается. В сопловом аппарате на запыленный поток воздействуют струи вторичного воздуха (газа), выходящие из сопел, расположенных тангенциально. Поток переходит во вращательное движение.
Отброшенные под воздействием центробежных сил к стенкам аппарата пылевые частицы захватываются спиральным потоком вторичного воздуха (газа) и вместе с ним движутся вниз в бункер. Здесь частицы пыли выделяются из потока, а очищенный воздух (газ) снова поступает на очистку.
Эксперименты показали положительную роль повышения давления вторичного воздуха до 30 – 40 кПа сверх атмосферного. Эффективное пылеулавливание может быть обеспечено и при меньшем давлении. Сопла для подачи вторичного воздуха нужно расположить по нисходящей спирали. Оптимальной явилась установка 8 сопел диаметра 11 мм двумя спиральными рядами под углом наклона 30°.
В аппарате лопаточного типа вторичный воздух, отобранный в периферии очищенного потока, подается кольцевым направляющим аппаратом с наклонными лопатками. По основным показателям аппараты лопаточного типа оказались более эффективными: при одинаковом диаметре камеры – 200 мм и производительности 330 м3
/ч гидравлическое сопротивление соплового аппарата составило 3,7×103
Па, эффективность 96,5 %, а лопаточного соответственно 2,8×103
Па
29-04-2015, 04:07