35 Циклоны
Б) Циклоны. Они относятся к аппаратам инерционного действия. Принцип действия циклона основан на использовании центробежной силы, воздействующей на частицы пыли во вращающемся потоке воздуха.
Пылегазовый поток вводится в циклон через входной патрубок по касательной к внутренней поверхности корпуса, далее поток совершает поступательно- вращательное движение вдоль корпуса к бункеру. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенкам корпуса.
Применяются в основном типовые циклоны двух типов:
- цилиндрические (ЦН – 11, ЦН – 15), относятся к пылеуловителям V класса, рассчитаны на I – II группы пылей.
- конические, с более развитой конической частью, с эффективностью очистки 95%, применяются для очистки газов от сажи.
Циклоны применяют для очистки газов от пыли с размером частиц более 10 мкм, или в качестве первой ступени очистки перед пылеуловителями более интенсивного действия (фильтрами и электрофильтрами). Их можно применять при сравнительно высоких температурах.
Чем меньше диаметр аппарата, тем больше степень закручивания потока и выше эффективность (степень очистки). При малых диаметрах очистка протекает полнее, но уменьшается производительность аппарата.
Поэтому для очистки больших объемов газов и для улавливания более мелких частиц применяют батарейные циклоны (мультициклоны), состоящие из большого числа циклонных элементов, устанавливаемых параллельно и размещаемых в одном корпусе. Они имеют общие подвод, отвод газов и разгрузочный бункер. Батарейные циклоны объединяют до нескольких сотен мультициклоном диаметром от 100 до 400 мм, степень очистки в них составляет 80 – 98%.
Электрофильты и фильтры
В) Фильтры широко используют для тонкой очистки (до 5 мкм) газовых выбросов от примесей. Фильтр представляет собой корпус, разделенный пористой перегородкой на две полости. Частицы примесей оседают на входной части перегородки и задерживаются в порах, образуя на поверхности перегородки слой. Для вновь поступающих частиц этот слой становится частью фильтровальной перегородки, что увеличивает эффективность очистки и гидравлическое сопротивление.
По типу фильтрующего материала фильтры бывают:
- зернистые (из зерен различной формы, чаще из гравия, керамики), толщина фильтров составляет 100 – 150 мм;
- тканевые (матерчатые);
- из нетканых материалов (войлочные);
- синтетические (из лавсана, капрона), они устанавливаются в кислой и щелочной средах, выдерживают повышенную температуру (до 130оС);
- проволочные, сеточные.
В системах промышленной пылегазовой очистки широкое применение получили рукавные фильтры (рис. 4) с цилиндрическими рукавами из шерстяной или синтетической ткани повышенной термостойкости. Они непригодны для очистки выбросов с налипающими и увлажненными загрязнениями.
Г) Электрофильтры применяются на ТЭЦ, в котельных, на мусоросжигательных заводах для очистки дымовых газов от сажи при больших расходах уходящих газов и высокой их температуре. Это один из наиболее совершенных методов очистки выбросов.
Принцип действия аппарата основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов. Очищаемые газы проходят через систему коронирующих электродов, к которым подведен ток высокого напряжения (до 90 тыс. В).
В металлической трубе или между пластинами на изолирующей раме подвешены провода. От источника постоянного тока (выпрямленный переменный ток) к проводам подводят высокое напряжение, при этом им сообщают отрицательный заряд. Эти провода называют коронирующими электродами.
Трубы или пластины заряжают положительно. Их называют осадительными электродами. Осадительные электроды заземляют, а отрицательные – изолируют. Проходя по трубе или между пластинами, газы ионизируются. Ионы и электроны сталкиваются с частицами пыли и передают им свой заряд.
Время зарядки аэрозольных частиц невелико и измеряется долями секунды. Большинство частиц заряжается отрицательно и устремляется к стенкам трубы или пластинам. На электродах частицы теряют заряд и оседают. Осевшая пыль удаляется встряхиванием электродов и под действием силы тяжести падает вниз в сборник пыли. Электрофильтры обеспечивают высокую эффективность очистки (99 – 99,5%).
К недостаткам электрофильтров относят высокую стоимость, большой расход электроэнергии и возможность воспламенения от взрыва горючих и взрывоопасных газовых смесей.