Глава 2. Сухие механические пылеуловители

К сухим механическим пылеуловителям относятся аппараты, использующие различные механизмы осаждения:

• гравитационный (пылеосадительные камеры);

• инерционный (осаждение пыли за счет изменения направления движения газового потока);

• центробежный (одиночные, групповые и батарейные циклоны, вихревые и динамические пылеуловители)

Перечисленные пылеуловители отличаются простотой изготовления и эксплуатации. Однако эффективность улавливания в них пыли не всегда оказывается достаточной, и они часто выполняют роль аппаратов предварительной очистки газов.

В табл. 2.1 приведены некоторые характерные параметры сухих механических пылеуловителей.

Таблица 2.1. Характерные параметры сухих механических пылеуловителей.

Тип пылеуловителя	Максимальная производительность	Эффективность* пылеулавливания частиц различных размеров	Гидравлическое сопротивление, Па	Верхний предел температуры газов,°С
Осадительная камера	Определяется возможной площадью для размещения	> 50 мкм (80 – 90 %)	50 - 130	350 - 550
Циклон	85000	10 мкм	250 – 1500	350 - 550
Вихревой пылеуловитель	30000	2 мкм (90 %)	до 2000	до 250
Батарейный циклон	170000	5 мкм (90 %)	750 – 1500	350 - 550
Инерционный пылеуловитель	127500	2 мкм (90 %)	750 – 1500	до 400 °С
Динамический пылеуловитель	42500	То же	-	до 400 °С

* в скобках приведена эффективность пылеулавливания (%)

2.1. Пылеосадительные камеры

Гравитационное осаждение частиц пыли в пылеосадительных камерах (рис. 2.1) происходит из горизонтально направленного газового потока.

Рис. 2 1. Пылеосадительная камера:

1 — корпус; 2— пылеотводящие бункеры.

В общем виде скорость осаждения шарообразных частиц под действием силы тяжести может быть определена из выражения

(2.1)

Это выражение относится к случаю равномерного прямолинейного движения частиц. На практике часто приходится сталкиваться с их неравномерным движением. Причем, если частица находится под действием какой-либо постоянной силы, наибольшим ускорением она обладает в начальный момент движения. Затем величина ускорения под действием силы сопротивления среды уменьшается до тех пор, пока частица не приобретет постоянную конечную скорость движения.

Для расчета модифицированного коэффициента сопротивления, сохраняющего свое значение при изменений величины ускорения шаровой частицы, было предложено выражение.

(2.2)

Время достижения шаровой частицей конечной скорости (с) при неравномерном движении может быть определено по формуле

(2.3)

а расстояние (м), проходимое частицей за время , по формуле

(2.4)

Поскольку конечная скорость — асимптотическая величина, на практике за конечную скорость принимается ее значение, равное 0.99 . Поэтому при решении уравнения (2.3) выбор средней величины , осуществляется на основании экспериментальных данных с учетом этого приближения. Расстояние, которое проходит частица прежде, чем достигнет скорости, равной 0.99 , может быть определено по уравнению (2.4) при подстановке в него величины из формулы (2.3).

Основные достоинства осадительных камер заключаются в простоте конструкции, низкой стоимости, в небольших расходах энергии и в возможности улавливания абразивной пыли. Кроме того, работа камер не подвержена влиянию температуры и обеспечивает улавливание пыли в сухом виде. Однако для достижения высокой эффективности при улавливании относительно мелкой пыли необходимы очень громоздкие камеры.

В осадительных камерах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером 30—50 мкм. Эффективность же улавливания частиц высокодисперсной пыли размером менее 5 мкм даже в камерах больших размеров близка к нулю. Эффективность гравитационного осаждения частиц малого размера в пылеосадительных камерах существенно снижает турбулентность газового потока.

При проектировании осадительных камер необходимо обращать внимание на равномерное распределение газового потока по сечению камеры. Для этой цели устанавливаются диффузоры или газораспределительные решетки.

В настоящее время пылеосадительные камеры применяются только в качестве аппаратов предварительной очистки, особенно при высокой начальной концентрации пыли.