Устройство и принцип работы циклона

ЦИКЛОНЫ, устройства для отделения твердых частиц от газа; центробежные пылеуловители (см. Пылеулавливание), конструктивные элементы которых обеспечивают вращат.-поступат. движение газового потока.

Принципиально циклоны работает по след. схеме (рис. 1). Обеспыливаемый газ поступает в образующую кольцевое пространство аппарата цилиндрич. часть, где движется по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускается по наружной спирали, затем поднимается по внутр. спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке циклоны и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в циклоны через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутр. вихрю.

Рис. 1. Схема течения газовых потоков в циклоне. 1, 4 - входной и отводящий патрубки; 2 - корпус; 3 - пылевой бункер.

Отделение частиц от попавшего в бункер газа происходит при перемене направления их движения на 180° под действием сил инерции. По мере движения данной части газа в сторону выхлопной трубы к ним присоединяются порции газа, не попавшего в бункер. Это не вызывает существ. увеличения выноса пыли в трубу, т. к. распределенное на довольно большом отрезке длины циклоны перетекание газа происходит со скоростью, недостаточной для противодействия движению частиц к периферии аппарата. Значительно большее влияние на полноту пылеулавливания оказывает движение газа в области пылеотводящего отверстия. Поэтому частицы чрезвычайно чувствительны к подсосам газа через бункер из-за увеличения объема потока, движущегося навстречу улавливаемой пыли. Отсюда видна важная роль бункера при осаждении частиц пыли в циклоны; использование таких аппаратов без бункеров или с бункерами уменьшенных размеров приводит к снижению эффективности пылеулавливания.

Конструкции циклоны весьма разнообразны. На рис. 2 представлены осн. виды циклонных пылеуловителей. циклоны различаются по способу подвода газа, который м. б. спиральным (рис. 2,а), тангенциальным, или обычным (рис.2,б), винтообразным (рис. 2,в) и осевым; циклоны с осевым (розеточным) подводом газа работает как с возвратом газа в верх. часть аппарата (рис. 2,г), так и без него (рис. 2,д). Аппараты последнего типа (т. наз. прямоточные циклоны) отличаются низким гидравлич. сопротивлением и меньшей по сравнению с циклоны иных типов эффективностью пылеулавливания. Простота конструкции прямоточных циклоны облегчает нанесение на них футеровки, что позволяет применять эти аппараты для осаждения крупных абразивных частиц пыли.

Все объявления

ЯндексДирект

Дать объявление

• Пылеуловители со склада

Низкие цены на пылеуловители, доставка по России. Гарантия качества!

www.energomet.ru

Рис. 2. Основные виды циклонов: а - спиральный; б - тангенциальный; в -винтообразный; г - розеточный с возвратом газа; д - розеточный прямоточный.

Гидравлич. сопротивление циклоны (Па) рассчитывают по ф-ле:

где - коэф. гидравлич. сопротивления; v - скорость газа в произвольном сечении, относительно которого вычислен (обычно определяют для наиб. сечения, характеризуемого диаметром D); - плотн. газа.

Несмотря на кажущуюся простоту циклоны, протекающие в них гидродинамич. процессы достаточно сложны и не поддаются аналит. решению без ряда допущений. Поэтому в условиях преобладающей роли в циклоны центробежного механизма осаждения самый простой и надежный метод расчета эффективности работы циклоны базируется на применении критериальной зависимости:

где - критерий Стокса; d_ч и - диаметр и плотн. частиц пыли; - динамич. вязкость газа. Из выражения (2) м. б. получена общая ф-ла:

Все объявления

ЯндексДирект

Дать объявление

• Циклоны изготовление, г. Ижевск

Системы очистки  воздуха циклон, низкие цены, качество, расчёт циклона

Адрес и телефон  ·  www.zavod-izhmsk.ru

где d₅₀ - диаметр частиц, улавливаемых в циклоны с эффективностью = 0,5.

Фракционная эффективность  пылеулавливания в циклоны подчиняется обычно логарифмически-нормальному закону распределения улавливаемых частиц по размерам. Поэтому отвечает интегралу вероятности, табличное значение которого находится в зависимости от величины

где lg и lg - дисперсии распределения частиц по размерам и фракционной эффективности пылеулавливания ; d_M - т. наз. медианный диаметр частиц пыли. В пром. практике циклоны принято разделять на высокоэффективные и высокопроизводительные. Аппараты первого типа требуют больших затрат на очистку газа; циклоны второго типа имеют небольшое гидравлич. сопротивление, но хуже улавливают мелкие частицы. Широкое применение находят ци-линдрич. и конич. циклоны НИИО-газ. Цилиндрич. аппараты отличаются удлиненной цилиндрич. частью и винтовым подводом газа; коэф. относительно невысок (75-245). Конич. аппараты имеют длинную конич. часть, спиральный входной патрубок и малое отношение диаметров выхлопной трубы и корпуса (0,34 или 0,22), характеризуются высоким коэф. (1150 или 1200). Цилиндрич. аппараты относятся к высокопроизводительным циклоны с диаметром не более 2 м, конические - к высокоэффективным с диаметром до 3 м.

Все объявления

ЯндексДирект

Дать объявление

• Тотальная распродажа туров!

TurPoisk.ru - туры с дисконтом от туроператоров. Все туры в одном месте.

turpoisk.ru

Групповые циклоны При больших расходах очищаемого газа применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклоны, повышает эффективность пылеулавливания. Группа циклоны, составленная обычно из цилиндрич. аппаратов, имеет общие коллектор загрязненного газа, сборник очищенного газа и пылевой бункер. Отвод обеспыленного газа от циклоны группы осуществляют либо через специклоны устройства (улитки), устанавливаемые на каждом аппарате и объединяемые общим коллектором, либо непосредственно через него. Использование улиток уменьшает общую высоту группы. При равной производительности цилиндрич. конич. аппараты отличаются большими габаритами и поэтому в групповом исполнении не применяются.

Батарейные циклоны (рис. 3). Из выражения (3) следует, что эффективность очистки газа в циклоны можно повысить путем увеличения скорости газа или уменьшения диаметра аппарата. Однако возрастание скорости связано со значит. увеличением гидравлич. сопротивления. Поэтому для повышения эффективности работы циклоны желательны уменьшение их диаметра и замена одного аппарата несколькими малого диаметра. Такой принцип положен в основу устройства батарейного циклоны (рис. 3,а). Последний состоит из многих (неск. десятков) параллельно работающих элементов (рис. 3,б) - циклоны небольшого диаметра, смонтированных в общем корпусе. Поступая в него, запыленный газ входит в газораспределит. камеру, ограниченную трубными решетками, в которых герметично укреплены циклонные элементы. Обеспыленный газ удаляется через выхлопные трубы элементов в общую камеру, а пыль собирается в конич. днище (пылесборнике).

Однако эффективность  очистки в батарейном циклоны, как правило, на 20-25% меньше той, которая м. б. достигнута в эквивалентном по диаметру обычном циклоны Это объясняется перетоком газа из элементов с большим гидравлич. сопротивлением в элементы с меньшим сопротивлением.

Все объявления

ЯндексДирект

Дать объявление

• Единая база горящих туров

Большой выбор, отзывы туристов, каталог отелей.

Адрес и телефон  ·  www.bazatur.ru  ·  Томск

Рис. 3. Батарейный циклон (а) и его элемент (б): 1 - корпус; 2, 4 - камеры газораспределительные и для обеспыленного газа; 3 - циклонные элементы; 5 - пылесборник.

Поэтому, а также из-за возможности образования  отложений циклонные элементы должны иметь диаметр не менее 0,3 м. Каждый элемент отличается от обычного циклоны преим. способом ввода запыленного газа, который поступает в элемент не по касательной, а сверху через кольцевое пространство между корпусом и выхлопной трубой. В этом пространстве на входе газа в каждый элемент установлен направляющий аппарат (винт или розетка с наклонными лопатками), сообщающий потоку газа вращат. движение. В отличие от обычных батарейные циклоны сложнее в изготовлении, но имеют значительно меньшие габариты.

Благодаря невысокой стоимости, простоте устройства и обслуживания, сравнительно небольшому гидравлич. сопротивлению и высокой производительности циклоны являются наиб. распространенным типом сухих мех. пылеуловителей.

Лит.: Очистка промышленных газов от пыли, М., 1981; Справочник по пыле- и золоулавливанию, под ред. А. А. Русанова, 2 изд., М., 1983.

2.3. ЦИКЛОНЫ

Циклонные аппараты вследствие дешевизны и простоты устройства и эксплуатации, относительно небольшого сопротивления и высокой производительности являются наиболее распространенным типом механического пылеуловителя. Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества перед другими аппаратами: отсутствие 'движущихся частей; надежная работа при температуре до 500 °С без ко΀?структивных изменений; пыль улавливается в сухом виде; возможность улавливания абразивных пылей, для чего активные поверхности циклонов покрываются специальными материалами; возможность работы циклонов при высоких давлениях; стабильная величина гидравлического сопротиления; простота изготовления и возможность ремонта; повышение концентрации пыли не приводит к снижению фракционной эффективности аппарата. К недостаткам можно отнести высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1250—1500 Па, и низкую эффективность при улавливании частиц размером <5 мкм.

Работа циклона  основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газопылевого потока внутри корпуса аппарата. Вращение достигается путем тангенциального ввода потока в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока Чистый газ, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 2.8). Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении 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 н даже горизонтально. На практике из-за компоновочных решений, а также для размещения пылетранспортных систем циклоны, как правило, устанавливают в вертикальном положении.

При движении во вращающемся криволинейном потоке газа частица пыли находится под  действием силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления. Масса  частицы обычно настолько мала, что ею пренебрегают, поэтому скорость частиц в циклоне без большой ошибки можно принять равной скорости вращения газопылевого потока.

 

 

 

 

 

 

Область циклонного процесса, или зона улавливания пыли, расположена между концом выхлопной трубы и пылеотводящим отверстием циклона. Часть этой зоны занимает конусный патрубок, в нем оканчивается циклонный вихрь. В цилиндрическом циклоне (без конусного патрубка) циклонный вихрь опирается иа пылевой слой в бункере аппарата. При этом частицы вторично уносятся из бункера, т. е. пр΀?исходит явление, аналогичное действию атмосферных вихрей на предметы, находящиеся на поверхности земли. Вторичный унос частиц возникает и тогда, когда выбран чрезмерно большой угол конусности нижнего патрубка циклона.

Бункер участвует  в аэродинамике циклонного процесса, поэтому использование циклонов без бункера или с уменьшенным  по сравнению с рекомендуемыми размерами  бункером снижает к. п. д. аппаратов. Существенное влияние на циклонный процесс оказывает турбулентность, которая во многом определяет степень очистки. Поток, поступающий в выхлопную трубу, продолжает интенсивно вращаться. З΀?тухание этого вращательного движения, связанное с невосполнимыми потерями энергии, происходит сравнительно медленно.

Для устранения вращательного движения на выходе из циклона и уменьшения гидравлических потерь иногда применяют специальные  устройства, например раскручиватели. Однако практический опыт показывает, что эти устройства снижают эффективность циклонов при улавливании мелкодисперсной пылн [28].

Хотя первые циклоны появились в промышленности более 100 лет назад, работы по улучшению  их конструкции и повышению эффективности  продолжаются.

В СССР применяется более 20 типов циклонов. Для унификации циклонов во ВНИИОТе (г. Ленинград) были проведены сравнительные испытания ряда циклонов по единой методике, одобренной Госстроем СССР [29]. На основании результатов испытаний (рис. 2.9) Госстрой СССР включил в унифицированный ряд пылеулавливающего оборудования циклон типа ЦН-11 как наиболее эффективный и удобный для компоновки в группы. Типовые чертежи циклона ЦН-11, разработанные в инститз'те «Проектпромвентиляция», высылает Центральный институт типового проектирования (г. Тбилиси). Циклоны типа ЦН-15, конструкций СИОТа и ВЦНИИОТа по степени очистки равноценны и несколько уступают аппаратам типа ЦН-11. Но диаметр циклона ЦН-15 иа 10 % меньше, что дает определенные преимущества при компоновке в группы. Ци΀?лон конструкции СИОТ по высоте меньше циклона типа ЦН-11 почти на 30%, но больше по диаметру на 17%. Высокую эффективность показал циклон Т-4/630, однако по сравнению с ЦН-11 его масса почти в 2 раза, а высота в 1,5 раза больше, что не позволяет рекомендовать его в качестве унифицированного аппарата. При отсутствии особых условий рекомендуемая к применению номенклатура циклонов может быть ограничена цилиндрическими и коническими аппаратами [301.

Циклоны конструкции  НИИОгаза (цилиндрические и конические) получили широкое распространение. К цилиндрическим (рис. 2.10) относятся циклоны типа ЦН-11, ЦН-15: ЦН-15У и ЦН-24. Характерными особенностями аппаратов этой группы являются: наличие удлиненной Цилиндрической части; угол наклона крышки и входного патрубка ра вен соответственно 11, 15 и 24° и одинаковое отношение диаметра выхлопно΀? трубы к диаметру циклона, равное 0,59. Циклон типа ЦН-15У Имеет меньшую высоту (рис. 2.10 и табл. 2.1).

Гп К коническим (рис. 2.11 и табл. 2.2) относятся циклоны  типа ^АК-ЦН-ЗЗ, СК-ЦН-34 и СК-ЦН-22. Они характеризуются длинной ко-ической частью, спиральным входным патрубком и малым отношением