Виды циклонов для очистки воздуха. Промышленный циклонный пылеуловитель для очистки воздуха от пыли

Подробности Создано 10.08.2012 15:57 Обновлено 13.08.2012 16:49 Автор: Admin

Для выделения из газов (воздуха), которые использовались в качестве рабочего тела (например, при пневмотранспорте), твердых частиц, и во избежание загрязнения окружающей среды, применяют механическую сухую очистку в циклонах, очистку с помощью матерчатых фильтров, а также электрическую и мокрую очистки.

Центробежные циклоны используют для очистки газов при запыленности 200-400 г/м 3 , при минимальном размере осаждаемых. частиц 5-10 мкм. Производительность циклонов по пылевоздушной смеси, в зависимости от их размеров, составляет 1500-15000 м 3 /ч.

Принцип действия циклона показан на схеме (IV). Запыленный воздух вводится в верхнюю цилиндрическую часть корпуса по касательной. В циклоне воздух движется по спирали вниз, Для чего предусматривается направляющая - неподвижная винтовая лопасть (или крышка цилиндра выполняется по винтовой поверхности). Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к внешним стенкам, сползают и через специальный затвор Удаляются рз циклона. Очищенный воздух выходит по центральной трубе вверх. Скорость воздушной смеси на входе в циклон 15-25 м/с. Коэффициент очистки в центробежных циклонах 70-90%.

Циклоны малого диаметра обеспечивают лучшую очистку. Поэтому, чтобы достигнуть высокой степени очистки и увеличить производительность, их объединяют в группы (батареи). Схема такой установки показана на рисунке.

Воздушная смесь поступает по трубе 4 в распределитель 3, откуда подается в циклоны 5. Очищенный воздух выходит по трубкам 7 в коллектор 2 и отводится пй трубе 1 в следующий каскад очистки. Выделенный материал оседает в сборнике 6, откуда удаляется через специальные затворы. Техническая характеристика циклонов приведена в таблице.

Более полная очистка газов достигается в матерчатых фильтpax . Сущность очистки газов в таких фильтрах состоит в пропуске газов сквозь пористые перегородки, на которых оседают мелкие частицы. Обычно перегородки изготовляют в виде рукавов из толстой ткани. При температур газа свыше 100 °С рукава делают стеклоткани. Схема рукавного фильтра показана ниже.

Загрязненный воздух поступает по трубе 1 в корпус 2, в котором на специальных подвесках 4 уст новлены рукава 3. Проходя скво стенки рукавов, газ очищается от пыл которая на них оседает, и отводит по трубе 5. Для обеспечения работы фильтра его рукава периодически встряхивают специальным механизмом 6.

В момент встряхивания отводящие трубопроводы 5 закрываются заслонкой 5, заблокированной с механизмом встряхивания. Осажденный в сборнике 9 материал подается шнеком 7 чем шлюзовой затвор 10 в бункеры. Чтобы лучше очистить ткань, сквозь фильтр периодически продувают чистый воздух в обратном направлении.

Степень очистки в матерчатых фильтрах достигает 96-98% при условии очистки сухих газов. Техническая характеристии рукавных фильтров приведена в таблице ниже. Наиболее совершенным является электрический способ очистки газов.

Способ основан на ионизации частив взвешенных в газе, при пропускании последнего через электрическое поле высокого напряжения. Частицы, получившие заряд, перемещаются к электроду, заряд которого противоположен по знаку, и осаждаются на нем. Электрофильтры улавливают частицы крупностью до 5 мкм со степенью очистки до 99%. Такие фильтры успешно работают на очистке горячих (до 350° С) газов. Аэродинамическое сопротивление в них невелико, чем они отличаются от матерчатых. Расход энерги составляет около 0,3 кВт·ч на 1000 м 3 газа. Техническая характеристика электрофильтров приведена в табл. 20.

Для создания электрического поля между электродами фильтру применяется постоянный ток высокого напряжения (до 75000 В). Частицы пыли электролизуются в электростатическом поле, с зданном электродами, отталкиваются от коронирующего электрода, и оседают на электроде 1, соединенном с корпусом.

Устройство горизонтального электрофильтра показано ниже. Загрязненный газ поступает через входной распределитель 1 в к меру фильтра 2, разделенную на две параллельные секции. В каждой секции смонтированы три каскада электрофильтра, через которые газ проходит последовательно. Каждый каскад состоит нескольких рядов осадительиых сетчатых плоских электродов и коронирующих, состоящих из стержней, электродов 49 установле ных на изоляторах 5.

Осадительные электроды периодически встряхиваются кулачковым механизмом 6 для освобождения от осевшей на них пыли. Собранная в приемниках 8 пыль удаляется чер затворы 9. Очищенный газ отводится через сборный коллектор. Подробный расчет электрических и конструктивных параметров электрофильтров специфичен и он производится специализированными конструкторскими организациями. При проектировании предприятий, использующих эти фильтры, производится их выбор по данным катало-; гов и справочников.

Оборудование для мокрой очистки загрязненных газов применяют для окончательной очистки газов, отходящих из вращающихся печей и сушильных барабанов. Ниже показан вертикальный скруббер .

Загрязненный газ по патрубку 6 поступает в нижнюю зону корпуса 1 футерованному керамической плиткой 2. В верхнюю зону скруббера через брызгала 3 подается вода. В корпусе установлены насадки 5 из деревянных реек. Верхняя насадка равномерно распределяет воду по сечению корпуса, средняя - служит для улавливания пыли, а нижняя - распределяет поток входящего газа.

Газ вводится в скруббер по трубе 6 со скоростью 18-20 м/с по касательной к корпусу. Относительно крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам, смачиваются водой и в виде пленки стекают вниз. Окончательное улавливание частиц водой производится при прохождении потока газа сквозь водяную завесу, образованную по всему сечению скруббера. Во избежание выноса воды в сборник 4 скорость движения газа в корпусе скруббера не должна превышать 6 м/с. Степень очистки в таком скруббере 95-98%.

Ниже показана схема пенного пылеуловителя , состоящего из корпуса 3 разделенного по высоте решеткой 4. В верхнее отделение на решетку по патрубку 2 подается вода так, чтобы ее слой на решетке составлял 20-30 мм. Запыленный газ поступает по трубе 1 и движется вверх сквозь решетку навстречу струям воды.

В результате такого движения образуется слой пены толщиной 120-180 мм, в котором задерживаются частицы пыли. Очищенный газ собирается в колпаке 5 и отводится в атмосферу. Частицы пыли, образующие с водой шлам, отводятся через сборник 7 и частично через боковое отверстие 6 вместе со шламом. Пенные пылеуловители задерживают частицы размером до З мкм. Скорость движения газов в аппарате достигает 3,5 м/с. Расход воды 0,5-0,8 м 3 на 1000 м 3 газа.

Рассмотренное выше оборудование предназначено для обеспыливания воздуха и газов и, следовательно, является оборудованием для защиты окружающей среды и улучшения условий труда человека. Однако при его эксплуатации имеются специфические особенности , на которые следует обращать особое внимание.

В сепараторах, циклонах и рукавных фильтрах используется сжатый газ, в виду чего существует опасность взрыва этих аппаратов и магистралей, при несоблюдении режимов их работы. При эксплуатации необходимо непрерывно следить за неправностью контрольно-защитных приборов и устройств (манометров, предохранительных клапанов и т. д.). Контрольно-аварийные устройства должны быть протарированы и опломбированы специальной, службой Госгортехнадзора.

К работе с оборудованием под давлением допускается только специально обученный персонал, имеющий соответствующие удостоверения. В электрических фильтрах применяется высокое напряжение и существует повышенная опасность поражения электрическим током. Поэтому фильтр должен быть установлен так, чтобы исключить непосредственный контакт персонала с оборудованием, работающим под напряжением.

Введение

Циклон – аппарат, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки - инерционный (с использованием центробежной силы). Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности в системах аспирации и пневмотранспорта.

Аспирация - отсос воздуха от места образования пыли (главным образом в производственных помещениях) для предупреждения её распространения по помещению.

Пневмотранспорт - инженерные системы (сооружения), состоящие из комплекса оборудования, трубопроводов, строительных конструкций и предназначенные для передачи измельченных материалов по трубопроводам как внутри одного, так и между различными технологическими процессами.

Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса, через входной патрубок, приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ выбрасывается через выхлопную трубу.

Циклоны (ЦН) предназначены для улавливания из газов взвешенных в них твёрдых частиц. Эффективность очистки циклонами зависит от их диаметра и типа. При увеличении диаметра циклона уменьшается эффективность очистки.

Установки ЦН могут применяться для очистки газов от нескольких сотен кубометров в час до сотен тысяч м3/час. Для очистки значительных количеств газов циклоны выбранного диаметра объединяются в группы по 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 элементов с общим бункером.

1) золы из дымовых газов котельных установок;

2) пылевидных продуктов, уносимых из различного типа сушилок;

3) зернистого катализатора в процессах каталитического крекинга;

4) пыли, удаляемой после помола;

5)зернистых и пылевидных продуктов, перемещающихся пневмотранспортом;

6) пыли, уносимой из аппаратов, в которых протекают процессы со взвешенными в газах частицами;

7) пыли, удаляемой вентиляционными установками.

ЦИКЛОНЫ ЦН. В зависимости от типа, циклоны ЦН имеют различные углы наклона завихрителей, различные соотношения внутреннего диаметра к их длине, ширине и высоте входного патрубка, высоте цилиндрической и конической частям циклона, диаметру выхлопной трубы и другим определяющим размерам. Все эти соотношения влияют на технические характеристики циклонов, такие как: производительность, удельные энергозатраты, эффективность улавливания пыли, фракционный состав улавливаемой пыли, потери давления в аппарате.

Исходя из компоновочных соображений групповые циклоны ЦН-15 изготовляют с камерой очищенного газа в виде улитки (вентилятор устанавливается после циклона), или в виде сборника (вентилятор устанавливается перед циклоном).

Условное обозначение типоразмера одиночного и группового циклона:

15 - угол наклона входного патрубка относительно горизонтали(град.)

П, Л - "правое" ("левое") вращение газа в улитке

число после тире - внутренний диаметр цилиндрической части циклона (мм.)

следующая цифра - количество циклонов в группе

У - с камерой очищенного газа в виде "улитки"

С - с камерой очищенного газа в виде сборника

П - пирамидальный бункер

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИКЛОНОВ ТИПА ЦН-15

допустимая запылённость газа, г/м3 -

для слабослипающихся пылей...............................................не более 1200

для среднеслипающихся пылей...............................................................250

температура очищаемого газа, 0С............................................не более 400

максимальное давление (разряжение), кгс/м3……………....................500

коэффициент гидравлического сопротивления:

для одиночных циклонов..........................................................................147

для групповых циклонов:

с "улиткой".................................................................................................175

со сборником..............................................................................................182

Высота циклонов ЦН-15У составляет 73% от высоты циклонов ЦН- 15.

Остальные габаритные и присоединительные размеры аналогичные с ЦН-15.

Производительность циклонов ЦН-15У при условной скорости в плане корпуса циклона соответствует производительности циклонов ЦН-15 аналогичного диаметра.

Широкий диапазон типоразмеров ЦН позволяет подобрать циклоны, обеспечивающие необходимую эффективность очистки газовой среды при оптимальных удельных энергозатратах.

При одинаковой эффективности наиболее высокие технико-экономические показатели имеют циклоны ЦН-11. Циклоны ЦН-15 отличаются большей производительностью, более устойчивой работой на пылях, склонных к налипанию, поэтому их эксплуатация оправдана при очистке газов с высокой концентрацией мелкой пыли или улавливании средне и сильно слипающихся пылей.

При невысоких требованиях к качеству очистки и для очистки газов со средним медианным диаметром частиц более 20 мкм экономически рентабельно использование циклонов ЦН-24. При больших расходах газов и высокой концентрации пыли в газовом потоке применение циклонов ЦН-24 может быть рекомендовано в качестве первой ступени очистки, перед аппаратами, обеспечивающими высокую эффективность, например перед циклонами СДК-ЦН-33, рукавными фильтрами или электрофильтрами.

Циклоны ЦН-15У, имеют более низкие технико-экономические показатели по сравнению с циклоном ЦН-15 и их использование может быть оправдано в тех случаях, когда не предъявляются высокие требования к качеству очистки и имеются ограничения габаритов по высоте.

Для очистки газов от мелкой пыли, со средним медианным диаметром 5÷6 мкм, а также при высоких требованиях к качеству очистки следует использовать наиболее высокоэффективные спирально-длинноконические циклоны СДК-ЦН-33. При ограничениях по габаритам следует использовать спирально-конические циклоны СК-ЦН-34, имеющие также высокую эффективность при больших энергетических затратах. Модернизированный циклон СК-ЦН-34М специально разрабатывался для использования в установках каталитического крекинга нефтепродуктов, дегидрирования бутана, а также в производстве технического углерода. Этот циклон более энергоёмкий, но является наиболее эффективным при очистке газов от мелко-дисперсных пылей. Циклон СК-ЦН-40 по эффективности не значительно уступает циклону СДК-ЦН-33, но имеет меньшее гидравлическое сопротивление и меньшие габариты по высоте.

ЦИКЛОНЫ СЦН-40. Высокоэффективный циклон, изготавливаемый как в одиночном, так и в групповом исполнении. Предназначен для очистки технологических газов и аспирационных выбросов от средне- и мелкодисперсной пыли. Такой показатель, как размер частиц, улавливаемых с эффективностью 50%, у циклона СЦН-40 самый лучший из всех циклонов и составляет 1 мкм. (СЦН-40-400) типоразмер.

ЦИКЛОНЫ С ОБРАТНЫМ КОНУСОМ типа ЦОК. Предназначены для очистки вентиляционных выбросов от пыли с повышенными абразивными свойствами. Допускается применение циклонов при слипающихся пылях типа сажи и талька.

Применяются в цехах механической обработки металла. Циклон состоит из цилиндрической части корпуса с завихрителем в виде «улитки», расширяющейся к низу конической части корпуса и пылесборника. Пылесборник может быть в виде бункера или выдвижного ящика. Бункера изготавливаются двух типов: с косым днищем и боковой выгрузкой и конической формы с выгрузкой снизу. Для повышения эффективности пылеосаждения и предохранения пыли от взмучивания и уноса из бункера в нижней части циклона устанавливается внутренний конус. Во избежание износа вентилятора при работе с абразивными пылями циклоны рекомендуется устанавливать перед вентилятором на всасывающей стороне. В этом случае для уменьшения гидравлического сопротивления циклона на выхлопном патрубке рекомендуется устанавливать «улитку». Чтобы продлить срок службы циклона, завихритель может быть изготовлен из низколегированной стали.

Оптимальная скорость входа запылённого воздуха в завихритель равна 16 м/сек. Циклон эффективно работает при запылённости входящего воздуха не более 20 г/м3. Эффективность очистки циклона 92÷98% и зависит от характера и дисперсности пыли, а так же от типоразмера циклона.

ЦИКЛОНЫ КОНСТРУКЦИИ РИСИ. Циклон РИСИ разработан и исследован в Ростовском инженерно-строительном институте (РИСИ). Циклоны РИСИ применяются для очистки воздуха аспирационных систем от всех видов волокнистой и слипающейся пыли, полировальной пыли и отходов лакокрасочных покрытий.

Широко применяются для очистки воздуха от пыли, образующейся при полировании поверхностей мебельных и других деталей с использованием полировальных паст. Корпус состоит из двух конусных частей. Расширяющаяся к низу нижняя коническая часть циклона исключает закупорки выпускного отверстия. Расположенная выше сужающаяся к низу

короткая коническая часть циклона – конус–коагулятор – способствует коагуляции волокнистых частиц, то есть сцеплению их с образованием более крупных частиц – агрегатов. При этом улучшается сепарационный эффект более крупных частиц и затрудняется унос частиц пыли из циклона, то есть увеличивается пылеулавливающий эффект циклонного аппарата.

Циклоны РИСИ изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ при эксплуатации по категории размещения 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 15150-69, в системах аспирации производств категорий А, Б, В, Г и Д.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ЦИКЛОН типа РЦ. Циклон РЦ предназначен для улавливания слипающихся и маслянистых пылей. Он имеет обратный конус, снабжён спирально-винтовым закручивающим аппаратом и регулирующим устройством. Циклоны данного типа рекомендуется применять для улавливания пылей с повышенной влажностью или маслянистостью, склонных к слипанию, содержащих очень крупнодисперсную фракцию и обладающих повышенной абразивностью. Закручивающий аппарат циклона выполнен в виде спирализованного винта, в нём размещено регулирующее устройство, которое представляет собой направляющую лопатку. Лопатка расположена на уровне нижней плоскости закручивающего аппарата между корпусом циклона и выхлопным патрубком. С помощью рукоятки лопатка устанавливается и фиксируется под заданным углом.

Данная конструкция позволяет осуществлять коагуляцию пыли в закручивающем аппарате, предотвращать вынос крупных частиц с большой парусностью, регулировать угол входа, а также соотношение между осевой и тангенциальной составляющими скорости потока при входе в корпус циклона в зависимости от свойств пыли и её концентрации в очищаемом воздухе. При помощи направляющей лопатки можно периодически очищать внутреннюю поверхность корпуса циклона в случае налипания пыли. Для этого направляющую лопатку поворачивают несколько раз вверх на 135º и возвращают в исходное положение.

ЦИКЛОНЫ-РАЗГРУЗИТЕЛИ типов ЦР, ЦРк, ЦОЛ. Предназначены для улавливания основной массы пыли в системах пневмотранспорта и аспирационных установках с последующей очисткой воздуха в более эффективных циклонах второй ступени или других пылеуловителях.

Циклоны типа ЦР и ЦРк могут с достаточной эффективностью применяться для очистки воздуха от стружки и опилок в системах пневмотранспорта на деревообрабатывающих предприятиях, где не требуются циклоны большой производительности, а также на зерноперерабатывающих предприятиях, где требуется без существенных энергозатрат произвести очистку воздуха от крупных фракций при транспортировании и погрузке продукции.

Циклон-разгрузитель ЦОЛ предназначен для выделения транспортируемого материала на предприятиях по переработке и хранению зерна.

ЦИКЛОНЫ типа УЦ. Приведенный в таблице ряд циклонов типа УЦ разработан Ленинградской лесотехнической академией имени С.М. Кирова и институтом Гипродревпром. Эти разработки базируются на циклонах УЦ-38(Мельстроя), спроектированных ЦНИИ Промзернопроект. Циклоны типа УЦ-38 по чертежам Гипродревпрома отличаются от циклонов модели, предложенной ЦНИИ Промзернопроект, большим удлинением конической части (Нк=2,8D вместо Нк=2,3D). Дополнительно приводим таблицу циклонов УЦ-38(Мельстроя).

Циклоны типа УЦ, разработанные ЛТА имени С.М. КИРОВА и Гипродревпромом, используются в системах пневмотранспорта древесных отходов и очистки воздуха от выбросов деревообрабатывающих производств в атмосферу от не слипающихся, не волокнистых пылей, содержащих помимо стружки и опилок шлифовальную пыль.

Циклоны типа УЦ имеют четыре модификации, отличающиеся отношением диаметра выхлопного патрубка к диаметру корпуса циклона, и составляющим соответственно: 0,38; 0,45; 0,525 и 0,6. Наиболее распространённым и чаще применяемым является циклон первой модификации, а именно УЦ-38. С увеличением номера модификации, а значит и диаметра выхлопного патрубка, уменьшается эффективность очистки, но при этом уменьшаются и потери давления в циклоне.

Эффективность очистки запылённого воздуха циклонами УЦ-38 составляет от 91% на циклонах больших диаметров до 99% на циклонах малых диаметров. Если в древесных отходах отсутствует шлифовальная пыль, то эффективность циклонов УЦ-38 значительно возрастает и составляет 96÷99%.

Циклоны устанавливаются как на нагнетательной, так и на всасывающей стороне вентилятора. При установке на всасывающей стороне вместо зонта следует устанавливать улитку.

Циклоны типа УЦ изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ, категория размещения 1, 2, 3, 4. по ГОСТ 15150-69.

Пример обозначения циклона: УЦ1200-1П(Л). П(Л)- правый(левый), 1-исполнение, 1200 – диаметр корпуса в мм.

ЦИКЛОНЫ УЦ-38 (Мельстроя). Циклоны УЦ-38(Мельстроя) предназначены для применения в системах пневмотранспорта и аспирации на предприятиях по хранению и переработке зерна, предприятиях пищевой промышленности и сельского хозяйства. Могут изготавливаться и поставляться как батарейные по 2, 3 и 4 циклона в группе с объединённым выходом очищенного воздуха, общим сборником пыли, оснащённым шлюзовым затвором.

ЦИКЛОНЫ типа УЦМ-38. В модернизированном циклоне УЦМ, в качестве завихрителя применена улитка спирально- винтовой формы. Это позволило при той же эффективности увеличить производительность и уменьшить аэродинамическое сопротивление циклона УЦМ по сравнению с циклоном УЦ. Циклоны УЦМ имеют также четыре модификации (отношение d / D соответственно 0,38; 0,45; 0,525 и 0,6) и те же типоразмеры, что и циклоны типа УЦ Мельстроя.

ЦИКЛОНЫ типа ОТИ. Циклоны ОТИ конструкции Одесского технологического института применяются в основном для групповой установки. Они используются на зерноперерабатывающих и пищевых предприятиях. Степень очистки до 97-98%. Оптимальная скорость на входе в завихритель 10-14 м/сек. Преимуществом циклонов ОТИ является их значительная устойчивость к изменению скорости на входе, а следовательно, и к изменению расхода очищаемого воздуха, проходящего через циклон. По

данным испытаний, возможны изменения расхода в пределах ± 35%. Это весьма важный показатель для систем, работающих с переменным режимом.

Диаметр циклона в мм, а следовательно и его номер, может быть определён в зависимости от расхода по формуле: D = 13,8 √ Q, где Q – расход воздуха м3/час.

Циклоны типа СИОТ. Сухие циклоны типа СИОТ предназначены для грубой и средней очистки газов, выделяющихся при некоторых технологических процессах (сушке, обжиге, агломерации, сжигании топлива) от сухой не слипающейся, не волокнистой и не образивной пыли, а также аспирационного воздуха в различных отраслях промышленности. Их можно использовать, в частности, для очистки воздуха от известковой пыли на сахарных заводах и в крахмало-паточной промышленности. При этом запылённость газового потока не должна превышать 300 г/м3. Циклоны устанавливаются как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне вентилятора. Циклоны типа СИОТ по степени очистки газов равноценны циклонам ЦН-15 и циклонам Т ЦОК той же производительности.

Для уменьшения эффекта вторичного уноса частиц пыли из нижней части корпуса циклона и бункера, и увеличения производительности ГПИ Сантехпроект в 1985 году разработал модернизированные конструкции циклонов СИОТ: СИОТ-М – повышенной эффективности и СИОТ- М1 – повышенной эффективности и производительности.

В циклонах СИОТ-М между корпусом и бункером устанавливается глухая цилиндрическая вставка. Благодаря этому искусственно снижается интенсивность вихря в нижней части корпуса и в бункере на поверхности отложившейся пыли и, как следствие, уменьшается вторичный унос. В результате общий унос пыли уменьшается в 2÷2,5 раза по сравнению со старой конструкцией циклона СИОТ.

В циклонах СИОТ-М1 между корпусом и бункером устанавливается вставка-закручиватель. В этом случае запылённый поток газа разделяется на две части: в верхнюю часть циклона подаётся основной поток, а в нижнюю часть – дополнительный поток, закрученный в ту же сторону что и основной поток и равный соответственно 30÷35% общей производительности циклона.

Аэродинамические испытания показали, что при одних и тех же потерях давления, коэффициент гидравлического сопротивления циклона СИОТ-М1 в 2 раза меньше, а производительность в 1,4÷1,5 раза больше, чем у обычных циклонов СИОТ.

Оптимальная скорость очищаемого воздушного потока на входе в завихритель для всех циклонов СИОТ равна 15 м/с. Температура воздушного потока не должна превышать 400ºС.

БАТАРЕЙНЫЕ УСТАНОВКИ ЦИКЛОНОВ 4БЦШ. Батарейные установки циклонов предназначены для очистки воздуха от пыли в системах пневмотранспорта и аспирации на заготовительных и зерноперерабатывающих предприятиях в размольных отделениях мукомольных заводов и технологических цехах крупяных и комбикормовых заводов. Батарейные установки состоят из агрегата шлюзового затвора, станины, сборного конуса, четырёх циклонов (2-х правого и 2-х левого исполнения) и сборной коробки. Шлюзовой затвор (ШУ-6 для циклонов диаметром до 275 мм, или ШУ-15 для циклонов диаметром более 275 мм.)

ЦИКЛОНЫ типа ЦВВ. Циклоны типа ЦВВ с встроенным пылевым вентилятором предназначен для очистки воздуха от пыли в системах пневмотранспорта и аспирации на предприятиях деревообрабатывающей и зерноперерабатывающей промышленности. Допускается запылённость воздуха до 2 кг на м3.

ЦИКЛОНЫ типа ЦДО и ЦДО-В. Циклоны для древесных отходов ЦДО предназначены для использования в системах пневмотранспорта измельчённых древесных отходов: щепы, коры, опилок и стружек. Одним из

главных достоинств циклона ЦДО является высокая производительность при сравнительно не больших габаритах и низком сопротивлении. По своим техническим характеристикам близки к циклонам клайпедского ОЭКДМ но более компактны.

Циклоны ЦДО-В в отличие от ЦДО имеют улиточно-тангенциальный завихритель и ещё большую производительность, используются в системах пневмотранспорта крупных фракций древесных отходов или как циклоны-разгрузители для различных сыпучих материалов.

ЦИКЛОНЫ типа Ц (Гипродревпрома). Циклоны типа Ц служат для улавливания из пылевоздушной смеси древесных отходов (стружки, опилок и древесной пыли). Циклоны устанавливаются только на нагнетательной стороне вентилятора (при наличии сепаратора), если его нет то можно ставить и на всасывающей стороне вентилятора, при этом рекомендуется циклон комплектовать раскручивающей улиткой. Они могут быть правого и левого исполнения. Циклон типа Ц состоит из цилиндрической и конической частей корпуса, входного патрубка с тангенциальным завихрителем, зонта и выхлопной трубы с сепаратором. Сепаратор, работающий по принципу жалюзийного пылеуловителя с винтовым входом, служит для дополнительной очистки воздуха. Но, как показывает опыт эксплуатации циклонов типа Ц, сепаратор не выполняет своей функции, так как в процессе эксплуатации забивается стружкой и мелкодисперсной пылью, в следствие чего аэродинамическое сопротивление циклона возрастает, а эффективность улавливания пыли резко снижается. Поэтому зачастую эти циклоны изготавливаются без сепаратора, при этом их эффективность практически не отличается от заявленной разработчиком, но упрощается конструкция и возрастает надёжность в работе.

Результаты испытаний циклонов типа Ц, проведённых Тверским СМУ «ЦЕНТРПНЕВМОТРАНСПОРТ» на ряде мебельных и деревоперерабатывающих предприятий, показали их реальную эффективность. Степень очистки при улавливании совместно стружек и опилок составила 90,8% на циклонах больших диаметров и 97,5% на циклонах малых диаметров. При улавливании шлифовальной пыли эффективность составила соответственно 76% и 87%.

ЦИКЛОНЫ типа К (Клайпедского ОЭКДМ). Предназначены для систем пневмотранспорта измельченной древесины с низким содержанием пыли: щепа, кора, витая стружка, сырые опилки.

Циклоны типа К по сравнению с другими распространёнными циклонами обладают наименьшим коэффициентом гидравлического сопротивления и применяются в основном, на предприятиях деревообрабатывающей промышленности. Устанавливаются циклоны типа К как правило на нагнетательных участках пневмотранспортных систем. Имея низкое сопротивление эти циклоны менее энергоёмки по сравнению с другими циклонами, применяемыми в деревообработке.

Основной недостаток этих циклонов является невысокая эффективность при улавливании мелких пылевых частиц.

Степень очистки воздуха в циклонах при работе на стружке и опилках составила, по данным испытаний, 98 – 99%.

Оптимальный режим работы циклонов типа К находится в интервале скоростей движения воздуха во входном патрубке от 14 до 18 м/сек.

Циклоны изготавливаются правого и левого исполнения. В конструкции циклона предусмотрена трубка слива влаги, попадающей в выхлопную трубу во время дождей.

ЦИКЛОНЫ типа ЛТА. Циклоны ЛТА разработаны и испытаны в Санкт-Петербургской лесотехнической академии. Циклоны ЛТА применяются для очистки воздуха при транспортировании от станков и пилорам крупных частиц (щепа, стружка) и влажных мелких частиц (опилки) или в технологическом процессе для отделения крупной щепы. Также циклоны ЛТА используются в качестве циклонов-разгрузителей. Эффективность очистки воздуха составляет 85÷90%. При транспортировании сухой стружки или опилок, когда образуется много мелкодисперсной пыли, или при наличии в транспортируемой материале шлифовальной пыли, данный циклон не обеспечивает достаточной очистки воздуха, и требует второй ступени очистки.

Пылеуловители ВЗП и ВЗП-М. Вихревые пылеуловители со встречными закрученными потоками типа ВЗП разработаны в Московской государственной текстильной академии и первоначально предназначались для улавливания волокнистых пылей на предприятиях льняной, пенькоджутовой, хлопкоочистительной, текстильной и лёгкой промышленности. Дальнейшие испытания и доработки пылеуловителей расширили область их применения.

В настоящее время пылеуловители ВЗП и модернизированный ВЗП-М с успехом используются для очистки воздуха, удаляемого системами аспирации и пневмотранспорта, от средне и мелкодисперсной пыли, образующейся при переработке горных пород, эффективно работают с песчаной и глиняной пылью, цементной пылью, пылью рудных и нерудных материалов, силикатной и асбестовой пылью, а также c пылью, взвешенной в отработанных дымовых газах.

Пылеуловитель изготавливается для районов с умеренным климатом, климатическое исполнение УХЛ, категория размещения 4 по ГОСТ 15150-69.

ВЗП-М отличается от ВЗП более высокой эффективностью улавливания мелкодисперсной пыли.

Пылеуловитель работает по принципу центробежной сепарации частиц из газовой среды. Очищаемый воздух подается в пылеуловитель двумя потоками через патрубки корпусов тангенциальных завихрителей верхнего и нижнего потоков воздуха (в ВЗП-М верхний завихритель улиточный). Проходя через завихрители, воздушные потоки закручиваются в одну и ту же сторону навстречу друг другу. Пыль под действием центробежной силы отбрасывается к стенке, смывается нисходящим верхним потоком через кольцевую щель под отбойную шайбу в бункер пылеуловителя. Очищенный

воздух через центральный выхлопной патрубок выводится из пылеуловителя.

Если требуется большая производительность, пылеуловители объединяются в группы по 2 или 4 штуки в группе с общим подводом к завихрителям верхнего и нижнего потоков с общим бункером или без него.

Подготовка циклона ЦН-15-900 к работе.

1. Циклон устанавливается за котлом, или на относительном удалении по газовому тракту до дымососа. Циклоны могут устанавливаться как на всасывающем, так и на нагнетательном участках системы газоходов.

2. Для очистки газа от абразивной пыли, вызывающей износ крыльчаток вентиляторов, циклоны следует устанавливать перед вентиляторами.

3. При размещении циклона вне помещения необходимо провести теплоизоляцию корпуса и бункера-накопителя.

4. Циклон ЦН-15 устанавливается на постаменте с высотой, достаточной для выгрузки пыли в тележку или в автокару.

5. При очистке газов с высокой температурой (более 450С) силами потребителя должна быть выполнена теплоизоляция циклона ЦН-15 и подводящих газоходов.

Монтаж циклона ЦН-15-900

1. При установке циклона должна быть обеспечена беспрепятственная выгрузка пыли из бункера.

2. При монтаже газового тракта не допускаются резкие перегибы газоходов, резкие сужения или расширения, что ведет к существенным искажениям пылегазового потока, образованию завалов и возрастанию аэродинамического сопротивления газового тракта.

3. На линии выгрузки пыли из бункера должно быть установлено устройство, исключающее подсос воздуха при работе циклона под разрежением или утечку газа и пыли при работе циклона под давлением, создаваемым вентилятором.

4. Устройство выгрузки пыли в объем поставки не входит и должно заказываться отдельно.

Заключение

За последние сто лет засорение окружающей среды усилилось разными выбросами. За это время в атмосферу Земли попало, по подсчетам ученых, более миллиона тонн кремния, полтора миллиона мышьяка, около миллиона тонн кобальта. Еще более было выброшено пыли, сажи, копоти, оксидов азота, углерода и серы.

Надо иметь в виду то, что где бы на Земле ни происходили выбросы пыли, сажи, газов, поднимаясь в атмосферу и тропосферу, они распространяются затем по всей оболочке земного шара. Их влияние двояко и имеет глобальные последствия.

Поэтому во все более широких масштабах проводится строительство разного рода очистных сооружений, уменьшающих выбросы в атмосферу.

За 2016 г доля выбросов пищевой промышленности составляет 1,7% от общего объема выбросов промышленных предприятий Республики Татарстан. Общее количество предприятий пищевой промышленности Республики Татарстан равна 3687 единиц, оснащенных газоочистными установками (ГОУ) - 2750. Благодаря введению на предприятиях республики ГОУ наблюдается снижение количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу: 5, 183 т/год – 2015г, 4,394 т/год – 2016 г. Уловлено и обезврежено вредных веществ 71%. Поэтому для очистки отходящих газов цеха по производству дрожжей было решено внедрить циклон. Для этих целей по исходным данным подобрала тип циклона (ЦН–15-900), рассчитал его основные характеристики и фактическую степень очистки, которая составила 76,5%.

Использованная литература

1. Андреев А.Г. Технология производства кормов – М., 1992:

2. Алиев Г.М. Техника пылеулавливания и очистка промышленных газов.

3. Назаров Н.И. Технология и оборудование пищевых производств – М.: Пищевая промышленность, 1977

4. Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Справочник по производству хлебопекарных дрожжей – М.: Пищевая промышленность, 1980

5. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под общей редакцией Русанова А.А. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1983

6. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Учебное пособие в 3х томах – Калуга: Изд-во Бочкаревой, 2003 22. №7. P.529-532.

7. Ужов B.H. Очистка промышленных газов электрофильтрами. М.: Химия, 1967.

8. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1974.

9. Ужов В.Н., Мягков Б.Н. Очистка промышленных газов фильтрами. М.: Химия, 1970.

11. Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки. М.: Мир, 1987.

12. Пирумов А.И. Аэродинамические основы инерционной сепарации /

Под ред. Н.Я. Фабриканта. М.: Госстройиздат, 1961.

13. Русак О.Н, Милохов В.В. Борьба с пылью на деревообрабатывающих предприятиях. М.: Лесная

промышленность, 1975.

14. Справочник по конструкции сельскохозяйственных машин / Под ред. Б.Н. Клецкина. М.:

Машиностроение, 1967.

15. Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрягин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической

промышленности. Л.: Химия, 1982.

16. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под ред. А.А. Русанова. М.: Энергия, 1975.

17. Штокман ЕЛ. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности. М.:

Пищевая промышленность, 1977.

18. Коузов П.А. Сравнительная оценка циклонов различных типов //

Обеспыливание в металлургии. М.: Металлургия, 1971.

19. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. М.: Энергия, 1974.

20.Скрябин Г.М., Коузов П.А. Пылеулавливание в химической промышленности. Л.: Химия, 1976.

16. Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Химия, 1981.

21. Исаков В.П., Федоров В.Н., Сагал JI.M., Шенкер С.И. Вихревой циклонный аппарат // Промышленная и санитарная очистка газов. 1984. № З.С.11.

22. Дерягин Б.В., Михельсон М.Л. Конденсационный метод пылеулавливания для осаждения рудничной пыли // Металлургия и топливо. 1952. № 2. С. 124-158.

1. Введение……………………………………………………………….2

2. Газоочистное сооружение – циклоны. Типы и конструкции………3

3. Принцип работы циклонов ЦН-15…………………………………..21

3.1. Подготовка циклона ЦН-15 к работе………………………...22

3.2. Эксплуатация и обслуживание циклона ЦН-15……………..23

3.3. Теплоизоляция циклонов ЦН-15……………………………...23

3.4. Монтаж циклонов ЦН-15……………………………………...24

4. Расчет эффективности очистки и гидравлическое сопротивление циклонного аппарата…………………………………………………25

5. Этапы развития пылеулавливающих устройств. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания……..........................29

6. Заключение……………………………………………………………40

7. Список литературы…………………………………………………...41

Введение

Частицы пыли представлены, как правило, аэрозолями или близкими к ним по ним по размерам системами с твердой и жидкой дисперсионной фазой (дымами, пылями, туманами). В технической литературе обычно не делают различий между дымами и пылями, применяя к процессам очистки газов от взвешенных в них твердых частиц общий термин “пылеулавливание”.
На сегодняшний день существуют множество конструкций и систем очистки газов и пыли. В производстве образуются тысячи и сотни тысяч кубометров газов, отличающихся друг от друга по составу, по степени запыленности и другим параметрам, но, тем не менее, требующих очистки.

Не существует универсальных аппаратов, чистящих все и в любых условиях. Существуют различные виды очистных установок, работающих в определенных режимах, очищающих от определенного типа загрязнения, с определенной эффективностью очистки. Поэтому подобрать правильную схему, позволяющую очистить заданный газ с заданной эффективностью, - нелегкая задача. Для этого необходимо иметь представление о существующих установках, о принципах и условиях их работы, необходимо собрать их в схему, которая была бы достаточно простой и недорогой и при этом эффективной.

Существует много методик для теоретического расчета аппаратов и схем очистки газов от пыли. Но, к сожалению, теоретические расчеты не могут дать гарантию успешной их работы. Необходима проверка работы аппарата или схемы в производственных условиях.

При выборе аппаратов, входящих в схему, необходимо обязательно учитывать их технологические особенности и режимы работы. Так как при несоблюдении правил эксплуатации, при перегрузках не только снижается эффективность улавливания пыли, но и повышается износ оборудования.

2. Газоочистное оборудование - циклоны. Типы и конструкции.

Циклон – аппарат, используемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип о

Циклон является одним из наиболее распространенных пылеулавливающих аппаратов. Однако с высокой эффективностью циклоны способны улавливать пыль только размером 15 - 20 мкм и более.

Наибольшее распространение получили циклоны Научно-исследовательского института очистки газов (НИИОгаз), показанные на рис. 1. Отличительной их особенностью является наклонный входной патрубок, сравнительно короткая цилиндрическая часть и выхлопная труба, а и также малый угол раскрытия конической части.

Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газового потока внутри корпуса циклона. Это вращение достигается путем тангенциального ввода газа в циклон. В результате действия центробежных сил частицы пыли, взвешенные в потоке газа, отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из потока. Газ, освобожденный от пыли, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и выходит из циклона через расположенную по оси выхлопную трубу (рис. 1).

Частицы пыли, достигшие стенок корпуса, под действием перемещающегося в осевом направлении вращающегося потока и сил тяжести движутся по направлению к выходному отверстию корпуса и выводятся из циклона. Ввиду того, что решающим фактором, обусловливающим движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны можно располагать наклонно и даже горизонтально.

Наклон входного патрубка и винтообразная верхняя крышка способствуют направлению вращающегося газового потока вниз, что снижает гидравлическое сопротивление циклона. На выхлопной трубе циклона иногда устанавливают улитку, раскручивающую вращающийся газовый поток. Наклон входного патрубка и крышки, равно как и установка улитки, снижает сопротивление циклона.

Под циклоном устанавливают бункер для сбора уловленной пыли. В конической части циклона пыль не должна скапливаться, во избежание взмучивания и вторичного уноса в выхлопную трубу.

Основные правила эксплуатации циклонов сводятся к следующему:

1. Необходимо следить, чтобы в конической части циклона не накапливалась пыль. Для сбора ее под циклоном предусматривают специальный бункер.

2. Подсос воздуха в нижней части циклона недопустим. Бункер для сбора пыли должен быть герметичным. Спуск пыли из бункера осуществляется через патрубок с двойным затвором - мигалкой, отрегулированной так, чтобы клапаны работали только поочередно.

3. Стандартные конструкции циклонов могут работать при температурах газа не выше 400° С и давлениях (разрежениях) не более 2,5 кПа

4. При работе на газе высокой температуры циклоны внутри футеруют огнеупорными плитками, а при температуре стенки ниже температуры точки росы ее покрывают снаружи изоляцией.

5. Начальная концентрация для неслипающихся пылей в циклонах диаметром 800 мм и более допускается до 400 г/м 3 . Для слипающихся пылей и циклонов меньших размеров концентрация пыли должна быть в 2 - 4 раза ниже.

6. Циклон должен работать с постоянной газовой нагрузкой. При значительных колебаниях расхода должны устанавливаться группы циклонов с возможностью отключения отдельных элементов.

Работа циклонов основана на использовании силы инерции. Газ поступает в патрубок со скоростью 20-25 м/с. Будучи подведен тангенциально, газ получает вращательное движение и разворачивается вниз, одновременно совершает вращательное и поступательное движение. Приближенно можно считать, что все частицы газа движутся с постоянной угловой скоростью. Статическое давление по диаметру цилиндра непостоянно. В центре создается разрежение. Пыль, вследствие инерции, отжимается к стенкам цилиндра. Частицы, касаясь стенок, теряют скорость и выпадают из потока. По мере движения к вершине конуса внутренние слои газа поворачивают к оси циклона и начинают двигаться в сторону выхлопной трубы, образуя по центру трубы восходящий вращающийся вихрь. Пыль осаждается в нижней части, входя в золоспускную трубу. Работа циклона может происходить при любом его геометрическом положении.

Дисперсионный состав пыли, и ее удельный вес влияют на КПД улавливания. Чем крупнее частицы, тем лучше они улавливаются.

В обычных циклонах с увеличением концентрации степень очистки повышается. Так по опытам Кирпичева Е. Ф. с увеличением концентрации с 10 до 75 г/м 3 КПД увеличивается с 65 до 70 %. Концентрация пыли может колебаться в широких пределах. Предельно допустимые концентрации зависят от слипаемости пыли, формы и строения ее частиц, влажности, температуры и давления транспортируемого газа, а также размеров циклона и, в первую очередь, размеров пылевыпускного патрубка.

Температура и вязкость газа влияют на КПД циклона очень незначительно. С увеличением вязкостиКПД падает. При снижении температуры КПД также снижается. Так, при снижении температуры с 360 до 150 °СКПД падает с 77,7 % до 75 %.

Циклоны, изготавливаемые из обычных сталей, могут быть применены для температуры не выше 400 °С, а с литыми чугунными корпусами - до 500 °С. Циклоны из специальных сталей могут использоваться до температуры 750 °С, а в случае наличия при этом жаростойких внутренних покрытий соответствующей толщины - до 1000 °С и больше.

Влажность газов сильно влияет на очистку от пыли, в особенности, если возможна конденсация влаги на поверхности частиц. Для устранения отложения пыли на стенках циклона температура за циклоном должна быть на 15–20 °С выше точки росы.

Скорость поступления газов сильно влияет на КПД циклона. Теоретически с увеличением скорости КПД должен расти. Практически рост возможен только до определенного предела, а затем начинается падение. Наилучшая скорость от 20 до 29 м/с.

Абсолютные размеры циклона, вне зависимости от его конструктивных особенностей, существенно влияют на степень очистки газа. При геометрически подобном уменьшении размеров циклона КПД растет, при увеличении - падает. Исходя из принципа улавливания наиболее тонкой пыли, рекомендуется применять единичные циклоны и блоки параллельно включенных одинаковых циклонов диаметром до 800 мм, но не более1000 мм. Для малых расходов газа диаметр циклона может быть принят менее 300 мм. При уменьшении размеров уменьшается ширина входного патрубка, а следовательно, и расстояние, которое частицы должны пройти, чтобы достигнуть стенки; с уменьшением диаметра цилиндра увеличивается угловая скорость газов, а следовательно, увеличиваются и силы, действующие на частички. Это свойство используется при проектировании мультициклонов.

Экспериментально установлено, что при уменьшении отношения диаметра выхлопной трубы к диаметру цилиндрической части циклона КПД растет, но растет и сопротивление циклона. Большей частью это отношение поддерживается от 0,55 до 0,65. Опытами установлено оптимальное отношение диаметра пылеотводящего патрубка к диаметру циклона от 0,16 до 0,18. Уменьшение угла раскрытия конуса несколько увеличивает степень очистки газа. Так, при изменении угла с 60 до 30° КПД изменяется от 74 до 78 %. При увеличении высоты цилиндрической части циклона степень очистки газов незначительно возрастает. Своевременный отвод из циклона уловленного уноса - непременное условие нормальной работы аппарата.

Максимальная часовая производительность единичных циклонов рекомендуемых диаметров, при проходе газов с плотностью р = 1,32 кг/м 3 и поддержании гидравлических сопротивлений 500–850 Па приведена в таблице 4.

Таблица 4 – Максимальная тяговая производительность единичных циклонов

При компоновке в блоках эти циклоны могут быть использованы на производительность (по газам) до 50000 – 60000 м/ч.

Рисунок 1 - Устройство циклона и схема движения в нем газового потока: 1 - цилиндрическая часть аппарата; 2 - входной патрубок с осью, перпендикулярной оси цилиндра, присоединенный тангенциально к цилиндрической части аппарата; 3 - крышка, закрывающая верхнюю часть цилиндра; 4 - выхлопная труба; 5 - коническая часть корпуса; 6 - выходная улитка; 7 - пылевыпускное отверстие; 8 - бункер; 9 - пылевой затвор

Конструкцией, объединяющей при минимальном диаметре элементов в один аппарат большое их количество, явились батарейные циклоны с диаметром цилиндрического корпуса каждого элемента 40-250 мм.

На рисунке 2 приведена схема батарейного циклона с противоточными элементами конструкции ЦКТИ.

Рисунок 2 – Схема батарейного циклона

Корпус элемента литой чугунный, внутренним диаметром 250 мм; выхлопная труба элемента стальная, диаметром 150 мм; направляющий аппарат – либо винтовая лента, либо розетка; угол наклона центральной линии лопастей 25 °С. Трест газоочистки проектирует элементы и с диаметром корпуса элемента 150 мм.

Обычно на практике батарейные циклоны дают более низкую степень очистки газов, чем в опытных образцах с меньшим количеством циклонов.

Батарейные циклоны имеют общий пылевой бункер для всех элементов. Это снижает КПД батарейного циклона по сравнению с КПД одного элемента (коэффициента улавливания). Нарушение работы происходит не только из-за неравномерности распределения газов по элементам и различных сопротивлений элементов, но и за счет нарушения обмена газов между пылевым бункером и элементами мультициклона.

Обмен газа происходит и в том случае, когда все элементы одинаковы и работают в одинаковых условиях. В патрубке, отводящем золу, происходит следующее. По периферии патрубка, благодаря вращению газа, давление больше, следовательно, пыль с частью газов выходит вниз. В центре патрубка разрежение, туда подсасывается газ. Так происходит газовый обмен между бункером и элементом. При одном из вышеназванных нарушений этот обмен нарушается. В отдельных элементах количество газа, подсасываемого через патрубок, становится больше, чем выходящего из него. Встречный поток движется навстречу поступающей пыли и снижает эффективность работы элемента. В других элементах выходить газов будет больше, чем подсасываться. Коэффициент улавливания этих элементов будет несколько выше, но не настолько, чтобы перекрыть потерю других элементов. Общая степень очистки снижается.

Одним из недостатков батарейного циклона является забивание золой, ввиду чего сильно возрастает сопротивление циклона. Забивание происходит вследствие низкой скорости газов при малой нагрузке либо при неравномерном распределении газов по элементам.

Большое значение для устойчивой работы циклона имеет удаление уловленных частиц. Схема удаления из циклона уловленной пыли состоит:

Бункера, в котором собирается уловленная пыль;

Пылевого затвора, позволяющего вывезти пыль из бункера без нарушения герметичности;

Транспортера пыли для подачи ее в накопительный бункер;

Накопительный бункер;

Увлажнителя, в котором пылевая масса переводится в не пылевое состояние и дает возможность для ее вывоза на утилизацию без потерь.

Выбор схемы пылевыгрузки и видов применяемого оборудования определяется целым рядом факторов: типом циклона, способом утилизации или захоронения пыли, количеством и ее свойствами. Однако обязательными элементами в схеме являются бункер и пылевой затвор.

При эксплуатации сухих пылеуловителей возникает ряд поломок и неисправностей, которые можно устранить во время планового ремонта, непосредственно в процессе работы устройств, или приостановить процесс очистки и произвести внеплановый ремонт ГОУ. Ряд характерных неисправностей механических сухих пылеуловителей перечислены в табл. 5:

Таблица 5 – Характерные неисправности сухих механических пылеуловителей

Признаки неисправности	Способ определения	Способ устранения
Гидродинамическое сопротивление аппарата намного превышает проектное значение
Фактический объемный расход газов превышает проектное значение		При подтверждении и отсутствии запаса по тяге реконструировать ПУ с целью увеличения ее производительности по газу
Значительный подсос атмосферного воздуха	По разности показателей V – образного манометра на входе и выходе аппарата	Установить место подсоса и провести герметизацию установки.
Неправильный выбор дымососа (вентилятора), его двигателя	Изменением скорости вращения валов дымососа (вентилятора) и двигателя	Проверить давление (разряжение) создаваемое дымососом, частоту вращения вала двигателя. При подтверждении отклонений параметров их работы от проектного значения заменить дымосос или двигателя.
Отложение пыли в газоходах или внутри циклона (отдельных элементов батарейного циклона)	По разности звука при постукивании, но легкости поворота или движения задвижек, шиберов. Определением температуры точки росы очищаемого газа	Определить места образования отложений пыли: В случае конденсации паров воды усилить тепловую изоляцию или повысить температуру очищаемого газа; В случае неравномерного распределения газов между элементами батарейного циклона установить в подводящем газоходе направляющие лопатки
Несоответствие типоразмера требуемому по проектной документации.	Измерением основных размеров аппарата и их сопоставление с чертежами.	При наличии отклонений устранить их путем приведения в соответствие с документацией
Гидродинамическое сопротивление аппарата ниже проектного значения
Фактический объемный расход газов ниже проектного значения	По разности показаний V – образного манометра на входе и выходе аппарата	При подтверждении отключить часть циклонов или циклонных элементов в батарейном циклоне.
Нарушение герметичности бункерной части циклона, в верхней решетке батарейного циклона	Внутренним осмотром	Устранить неплотности.
Образование сквозных отверстий в цилиндрической и конусной частях циклона, на выхлопных трубах батарейного циклона	Наружным осмотром циклонов и внутренним осмотром батарейного циклона	Заделать отверстия или заменить изношенные трубы
Вентилятор не обеспечивает необходимую производительность	Проверкой производительности вентилятора, частоты вращения вала и вала двигателя	При подтверждении заменить вентилятор или двигатель
Уловленная пыль не выгружается из бункера
Забиты пылевыводящие отверстия циклона или бункера батарейного циклона	При открытии пылевыгрузных устройств пыль не выгружается	Прочистить отверстии, разрушить свод и выгрузить пыль из бункера
Не срабатывают затворы типа «мигалка»	Визуальным наблюдением	Отрегулировать затворы
Заклинивание барабана шлюзового затвора	Визуальным наблюдением	Прочистить барабан и отрегулировать затвор
Образование подсосов в пылевыгрузных устройствах или швах бункера	Проверкой швов	Установить место подсосов и провести герметизацию
Отсутствие пылевого столба высотой 0,3 – 0,5 мм над затворами, в результате чего имеет место подсос воздуха	Изменением давления (разряжения) в бункере аппарата	Отрегулировать работу затворов
Снижение эффективности очистки
Нарушение режима работы основного технологического оборудования	Визуальным наблюдением: по окраске газов, выбрасываемых из ПУ; по изменению массы пыли, выгружаемой из аппарата за определенный промежуток времени; по записям журналом сдачи и приема смены по обслуживания основного технологического оборудования	Привести режим работы основного технологического оборудования в соответствие с проектным
Увеличение уровня пыли в бункере больше допустимого	По показаниям уровнемера пыли в бункере	Наладить режим выгрузки пыли из бункера и отрегулировать работу пылевыгрузных устройств
Вынос пыли из циклона	Подсос воздуха в корпусе бункера. Устройство для разгрузки пыли не герметично. Переполнение бункера пылью.	Заделка неплотностей. Ремонт устройства для разгрузки пыли. Опорожнение бункера от пыли.
Снижение степени очистки отдельных циклонов или групповых установок	Переток воздуха между циклонами	Очистка от пыли входных участков циклонов, опорожнение бункера
Забивание пылью циклонных элементов батарейных циклонов	Нарушена размерность распределения воздуха между циклонными элементами	Очистка от пыли входных участков циклонных элементов или лопастей закручивающих устройств
Разгерметизация перегородки между раздающей камерой и камерой очищенного воздуха	Часть запыленного воздуха проходит без очистки	Ремонт перегородки

Для лучшего распределения газа с пылью и для отвода пыли на практике широко используется батарейный циклон. Такой аппарат представляет собой циклонные элементы, которые включены параллельно и имеют общий корпус, сборный бункер, а также общий подвод и отвод газа.

В батарейных циклонах (мультициклонах) движение газа достигается установкой в каждом части аппарата закручивающего элемента в виде розетки или винта, а не тангенциальным подводом газа. Благодаря этому производительность батарейного циклона будет намного больше, чем производительность обычного циклона такого же размера.

Самые популярные типы элементом циклона можно увидеть на рисунках

Элемент «винт» обладает самым незначительным гидравлическим сопротивлением и практически не склонен к забиванию пылью.

Осаждение пыли в отдельных элементах такого циклона происходит так же, как и в обыкновенном циклоне. Чаще всего используются циклонные элементы, диаметр которых составляет 100, 150 или 250 мм. В таких аппаратах может достигаться скорость запыленного газа около 4 м/с. Такие аппараты обладают высоким показателем осаждения пыли. При этом они имеют небольшой размер и гидравлическое сопротивление. То есть, если сравнивать батарейные циклоны с одиночными или групповыми, то при одинаковых размерах первые имеют большую производительность.

Конструкция и принцип действия батарейного циклона (мультициклона)

Загрязненный газ подается в газораспределительную камеру, которая ограничена трубными решетками. В трубных решетках герметично крепятся циклонные элементы. После того, как газ очищен, он выводится через выхлопные трубы элементов в общую камеру. Отделенные частицы пыли накапливаются в коническом дне циклона. Циклонные элементы такой конструкции имеют малый диаметр. Газ в них поступает сверху, а не по касательной. Вращательное движение потоку газа передается посредством специального винта или розеток, оснащенных наклонными лопатками.

Качественная работа батарейной циклонной установки обеспечивается за счет идентичности его элементов и равных условий работы.

Общий корпус мультициклона включает в свой состав циклонные элементы. Элементы герметично установлены в трубных решетках. Исходный газ поступает через штуцер в газораспределительную камеру и распределяется по циклонным элементам, заполняет кольцевое пространство между корпусом элемента и патрубком для вывода очищенного газа. В кольцевом пространстве расположены лопастные устройства, заставляющие газовый поток вращаться. Частицы пыли отбрасываются к стенкам циклонного элемента, движутся вниз по спирали и поступают в бункер, общий для всех элементов. Очищенный газ из каждого элемента выводится по трубе в общую камеру, а оттуда - наружу через верхний штуцер.

Батарейный циклон

Как правило, одиночные циклоны имеют диаметр 40-1000 мм, а циклонные элемента - 40-250 мм.

Батарейные циклоны представляют собой параллельно включенные циклоны малого диаметра. Такие устройства лучше улавливают пыль, т.к. при малом радиусе циклона значительно возрастает центробежная сила.

Батарейные циклоны способны работать с переменно нагрузкой, т.е. при необходимости можно включать или выключать отдельные элементы батареи.

Труба оснащена наружными винтовыми лопастями, которые передают потоку газа движение по спирали. В корпус газ подается сверху, затем проходит по поверхности винта в кольцевом пространстве (между внешней поверхностью трубы и внутренней поверхностью корпуса). Твердые частицы задерживаются на стенках корпуса, после чего осыпаются в нижнюю коническую часть и поступают в бункер батареи.

Элементы конструкции батарейного циклона расположены вертикально, параллельными рядами в корпусе прямоугольного сечения. Камера оснащена двумя решетками, в отверстия которых устанавливаются элементы. Очищаемый газ подается через патрубок в пространство между решетками и распределяется по отдельным элементам. После очищения газ поступает в пространство над верхней решеткой и выводится посредством бокового патрубка. Твердые частицы ссыпаются в коническое дно. Элементы конструкции батареи выполняются из чугуна, а решетки из листовой стали. Такие устройства способны очищать газ при широком диапазоне температур.