Циклонный пылесборник

Когда воздушный поток вращается, частицы пыли в воздушном потоке отделяются от воздушного потока под действием центробежной силы. Технология, использующая центробежную силу для удаления пыли, называется технологией центробежного пылеудаления. Оборудование, использующее центробежную силу для удаления пыли, называется циклонным пылесборником.

После того, как циклонный пылесборник входит в устройство в тангенциальном направлении, частицы пыли отделяются от газа под действием центробежной силы для достижения цели очистки дымовых газов. Воздушный поток в циклонном пылесборнике должен многократно вращаться, а линейная скорость вращения воздушного потока также очень высока, поэтому центробежная сила, действующая на частицы во вращающемся воздушном потоке, намного превышает силу тяжести. Для циклонных пылесборников небольшого диаметра и высокого сопротивления центробежная сила может до 2500 раз превышать силу тяжести. Для циклонных пылесборников большого диаметра и низкого сопротивления центробежная сила более чем в 5 раз превышает силу тяжести. Запыленный газ в процессе вращения создает центробежную силу, отбрасывая к стенке частицы пыли с относительной плотностью, большей, чем у газа. Как только частицы пыли соприкасаются со стеной, они теряют радиальную инерционную силу и падают вдоль стены под действием нисходящего импульса и нисходящей силы тяжести и попадают в трубу для выброса золы. Когда вращающийся и опускающийся внешний закрученный газ достигает конуса, он перемещается ближе к центру пылесборника из-за сжатия конуса. В соответствии с принципом постоянного «вращающего момента», тангенциальная скорость постоянно увеличивается, а также постоянно усиливается центробежная сила, действующая на частицы пыли. Когда воздушный поток достигает определенного положения на нижнем конце конуса, он начинается с середины циклонного сепаратора в том же направлении вращения, разворачивается снизу вверх и продолжает совершать спиральный поток, т. е. внутренний закрученный поток воздуха. Доочищенный газ выводится из трубы через выхлопную трубу, из нее также выводится часть не уловленных частиц пыли.

Производительность циклонного пылесборника включает в себя три технических показателя (поток обрабатываемого газа Q, потеря давления △Þ и эффективность удаления пыли η) и три экономических показателя (инвестиции в инфраструктуру и затраты на управление эксплуатацией, площадь помещения и срок службы). Эти факторы необходимо полностью учитывать при рассмотрении и выборе циклонных пылесборников. Идеальный циклонный пылесборник должен технически отвечать требованиям технологического производства и охраны окружающей среды по концентрации газовой пыли, что является наиболее экономичным. При конкретном проектировании и выборе формы необходимо объединить фактическое производство (содержание газовой пыли, характер пыли, гранулометрический состав), обратиться к практическому опыту и передовым технологиям аналогичных заводов в стране и за рубежом, а также всесторонне рассмотреть взаимосвязь между тремя техническими показателями эффективности. Например, при высокой концентрации пыли, пока позволяет мощность, главным является повышение эффективности сбора η. Для крупной пыли с крупными отделенными частицами нет необходимости использовать высокоэффективный циклонный пылесборник, чтобы избежать больших потерь кинетической энергии.

Циклонный пылесборник состоит из впускной трубы, выхлопной трубы, цилиндра, конуса и зольного бункера. Циклонный пылесборник прост по конструкции, прост в изготовлении, установке, обслуживании и управлении, а также имеет низкие инвестиции в оборудование и эксплуатационные расходы. Он широко используется для отделения твердых и жидких частиц из воздушного потока или для отделения твердых частиц от жидкости. В нормальных условиях эксплуатации центробежная сила, действующая на частицы, в 5–2500 раз превышает силу тяжести, поэтому эффективность циклонного пылесборника значительно выше, чем эффективность гравитационной отстойной камеры. На основе этого принципа успешно разработано циклонное пылеулавливающее устройство с эффективностью пылеудаления более 80%. Среди механических пылесборников циклонный пылесборник является более эффективным. Он подходит для удаления нелипкой и неволокнистой пыли, в основном используется для удаления частиц размером более 5 мкм. Параллельный многотрубный циклонный пылесборник также имеет эффективность удаления пыли 80-85% для частиц размером 3 мкм. Циклонный пылесборник изготавливается из специальных металлических или керамических материалов, устойчивых к высоким температурам, истиранию и коррозии, может эксплуатироваться при температуре до 1000°С и давлении до 500×105Па. С точки зрения технологии и экономики диапазон контроля потери давления циклонного пылесборника обычно составляет 500～2000Па. Таким образом, он относится к пылесборникам средней эффективности и может использоваться для очистки высокотемпературных дымовых газов. Это широко используемый пылесборник, который в основном используется для удаления пыли из дымовых газов котла, многоступенчатого удаления пыли и предварительного удаления пыли. Его основным недостатком является низкая эффективность удаления мелких частиц пыли (<5 мкм).