1. Очистка газов от пыли в центробежных циклонных аппаратах

1.1. Достоинства циклонных аппаратов и их классификация

Циклонные аппараты благодаря простоте устройства и обслуживания, сравнительно небольшому сопротивлению и высокой производительности являются наиболее распространенным типом сухого механического пылеуловителя. Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества:

– отсутствие движущихся частей в аппарате;

– надежность функционирования при температурах газов до 500 С;

– возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями;

– улавливание пыли в сухом виде;

– гидравлическое сопротивление аппаратов почти постоянно;

– аппараты успешно работают при высоких давлениях газов и при разряжении в аппарате;

– пылеуловители весьма просты в изготовлении;

– сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов.

По способу подвода газов в аппарат их подразделяют на циклоны со спиральным, тангенциальным, винтообразным и осевым подводом.

Наиболее предпочтительным по аэродинамике является подвод газов по спирали, однако, на практике все способы подвода могут применяться с равной эффективностью.

По конструкции корпуса циклоны подразделяют на цилиндрические и конические аппараты, последние предпочтительнее, так как скорость газа по мере движения возрастает и эффективность очистки увеличивается.

Циклоны могут устанавливаться в технологическом цикле, например, после печей обжига или при очистке хвостовых газов перед выбросом их в выхлопные трубы.

1.2. Условия работы циклонов

Газы, направляющиеся в аппарат, поступают в цилиндрическую часть циклона и совершают движение по спирали от периферии к центру, спускаются по наружной спирали, затем поднимаются по внутренней спирали. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке циклона, а очищенные газы выходят через выхлопную трубу. Обычно в циклонах центробежное ускорение в тысячу раз больше ускорения силы тяжести. Поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом и под влиянием центробежной силы движутся к стенке аппарата.

Эффективность улавливания частиц пыли в циклоне характеризуется фактором разделения

, (1)

где  – окружная скорость движения частиц, м/с;

– радиус вращения, м;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Процесс целесообразно вести при увеличенных скоростях газа и меньших радиусах вращения частиц, т.е. при небольших диаметрах циклона . Однако увеличение скорости га­за может привести и к резкому увеличению гидравлического сопротивления, что для процессов очистки отходящих газов неприемлемо. При очистке хвостовых газов газ откачивается из циклона вентилятором и должно соблюдаться отношение

, (2)

где – гидравлическое сопротивление циклона, Па;

_г – плотность газового потока в реальных условиях, кг/м³.

Увеличивать эффективность работы циклона целесообразно за счет уменьшения диаметра аппарата, что и привело к созданию батарейных циклонов. В промышленности принято разделять циклоны на высокопроизводительные и высокоэффективные. Высокоэффективные циклоны требуют больших затрат на осуществление процесса очистки. Высокопроизводительные циклоны имеют небольшое гидравлическое сопротивление, но хуже улавливают мелкие частицы, так как работают при меньших скоростях газа..

Диаметр одиночных цилиндрических циклонов обычно не превышает 2000 мм, а конических – 3000 мм. Для батарейных циклонов диаметры изменяются от 400 – 1200 мм, а количество циклонов в батарее от 2 до 8.