3. Класифікація пиловловлювачів.

По способу вловлювання пилу існуючі пиловловлювачі можна класифікувати за наступною схемою (рис.1).

В основі роботи сухих механічних пиловловлювачів лежать:

1) гравітаційний;

2) інерційний;

3) відцентровий механізм осадження.

Вони відрізняються простотою й досить широко використаються в промисловості, але недостатньо ефективні при уловлюванні мілкодисперсного пилу, а також при високій вхідній запиленості.

У таких випадках ці апарати відіграють роль першого щабля очищення. Самостійну групу апаратів сухого очищення становлять фільтруючі апарати - фільтри. Їх прийнято ділити на три класи:

1) тонкого очищення, 2) для очищення припливного (атмосферного) повітря (повітряні фільтри) і 3) непромислові фільтри. Промислові тканині фільтри - одні з найбільш ефективних пилоуловлювачів. Однак вони мають значні габарити, а також не допускають можливості конденсації водяної пари на тканині.

В основі роботи мокрих пиловловлювачів лежить контакт запилених газів з рідиною, що зрошує. При цьому, осадження часток пилу відбувається: 1) на плівку рідини, 2)на поверхню газових міхурів і 3) на краплі. До їхніх переваг відносять: 1) високий ступінь очищення; 2) можливість охолодження газів і абсорбції деяких газоподібних домішок; 3) можливість ефективного застосування при високій температурі й вологості газів. До недоліків мокрого пилоуловлення відносять: 1) утворення шламових стічних вод, 2) необхідність у ряді випадків виготовлення апаратів з антикорозійних матеріалів, 3) високі енерговитрати на очищення при уловлюванні мілкодисперсного пилу.

В електрофільтрах осадження часток пилу відбувається за рахунок передачі їм електричного заряду. Це найбільш високоефективні пиловловлювачі. Однак експлуатаційні витрати досить великі і їх доцільно застосовувати при значно більших обсягах газів, що очищають.

4. Принцип дії й пристрій циклона, фактори, що впливають на ступінь уловлювання пилу в циклонах.

Циклони (рис.2) є одними з найпоширеніших пилоуловлюючих апаратів. З високою ефективністю вони вловлюють пил з розмірами 15-20 мкм і більше. Частки розміром 5 мкм і менш у циклонах практично не вловлюються.

Робота циклона заснована на використанні відцентрових сил, що виникають при обертанні газового потоку усередині корпуса циклона. Це обертання досягається шляхом тангенціальної подачі газу в циклон. У результаті дії відцентрових сил частки пилу, зважені в потоці газу, відкидаються на стінки корпуса й випадають із потоку. Газ, звільнений від пилу, продовжуючи обертатися, робить поворот на 180° і виходить із циклона через розташовану по осі вихлопну трубу. Частки пилу, що досягли стінок корпуса, під дією газового потоку, що обертаючись переміщається в осьовому напрямку, і сил ваги рухаються в напрямку до пиловипускного отвору конічної частини корпуса і виводяться з циклона.

Через те, що вирішальним фактором, що спричиняється рух пилу, є аеродинамічні сили, а не сили тяжіння, циклони можна розташовувати похило і навіть горизонтально.

Розглянемо вплив різних факторів на ступінь уловлювання пилу в циклоні.

Для аналізу скористаємося виразом для розрахунку відцентрової сили, що діє на порошину:

де Р_ц - відцентрова сила, Н; m-маса частки, кг; - швидкість газового потоку у вхідному патрубку, м/с; R - відстань від центра обертання газового потоку (осі циклона) до часток, м.

Очевидно, чим більше величина Р_ц, тим вище ступінь уловлювання пилу в циклоні. При цьому:

1. З підвищенням швидкості газового потоку у вхідному патрубку циклона уловлювання пилу в циклоні поліпшується. Однак при великих швидкостях ріст уповільнюється, а при переході деякої межі починає навіть знижуватися. Це викликано виникненням завихрень, що зривають уже осілі частки пилу. Найбільш ефективні швидкості входу газів у циклон становлять 20-25 м/с, але не повинні бути менш 15 м/с.

2.Великі частки осаджуються швидше. Збільшення густини речовини часток також прискорює їхнє уловлювання.

3. При збільшенні діаметра циклона знижується його ступінь очищення . Для одержання високої ефективності уловлювання пилу краще застосовувати циклони малого діаметра. Рекомендується встановлювати циклони діаметром не більше 800-1000 мм.

4.При підвищенні температури газів ступінь уловлювання пилу знижується. Зв'язано це з підвищенням в'язкості газів і збільшенням у зв'язку із цим опору середовища руху пилових часток.

Найбільше поширення в СНД одержали циліндричні циклони, конструкції НІІОГАЗ (рис.2). Помітною їхньою особливістю є похилий вхідний патрубок. Нахил вхідного патрубка й гвинтоподібна верхня кришка сприяють напрямку обертового газового потоку вниз, що знижує гідравлічний опір циклона.

Під циклоном установлюють бункер для збору уловленого пилу. У конічній частині циклона не повинен накопичуватися пил для того, щоб попередити взмучення і вторинного віднесення його у вихлопну трубу.

Існують три типи циліндричних циклонів конструкції НІІОГАЗ серії ЦН, що розрізняються між собою кутом нахилу вхідного патрубка до обрію: ЦН-15,ЦН-11,ЦН-24.

Найбільше поширення одержали циклони типу ЦН-15, які забезпечують досить високу ефективність при помірному гідравлічному опорі. Всі циклони ЦН нормалізовані. Кожний з розмірів різного типу може бути виражений у частках, залежно від діаметра циклона Д. Величину Д (мм) варто приймати: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800,2000,2400,3000.

Внаслідок зниження ефективності зі збільшенням розмірів застосовувати циклони ЦН діаметром більше 1000 мм не рекомендується. У цьому випадку використовують групову установку циклонів працюючих паралельно. Застосовується дворядне і кругове компонування.

Основні умови експлуатації циклонів зводяться до наступного:

1. Не допускається нагромадження пилу в конічній частині циклона.

Для її збору під циклоном передбачений спеціальний бункер.

2.Не допускається підсмоктування повітря через нижню частину циклона. Бункер для збору пилу повинен бути герметичним. Випуск пилу з бункера здійснюється через подвійний затвор-блимавку, відрегульований так, щоб клапани працювали по черзі.

3. Стаціонарні конструкції циклонів розраховані на температуру газів не вище 400°С, тиск (розрідження) не більше 2,5 кПа, початкову концентрацію пилу не більше 400 г/м³.

4. При низькій зовнішній температурі мінімальна температура стінки циклона повинна не менш чим на 20-25°С перевищувати температуру точки роси газів, що очищають. При необхідності циклони в ряді випадків покривають теплоізоляцією.

5.Рекомендується установка циклонів перед вентиляторами, щоб останні працювали на очищеному газі, не піддаючись абразивному зношуванню.