Центробежные пылеуловители

Центробежные методы очистки газов основаны на действии центробежной силы, возникающей при вращении очи­щаемого газового потока в очистном аппарате или при вращении частей самого аппарата. К центробежным пылеуловителям относятся циклоны, вихревые и динамические (ротационные) аппараты пылеочистки.

По сравнению с гравитационными и инерционными аппаратами, центробежные пылеуловители обладают более высокой эффективность очистки выбросов. В промышленности наибольшее применение получили циклонные аппараты различных конструкций.

Циклонные аппараты или просто - циклоны подразделяют на аппараты со спиральным, тангенциальным и винтообразным, а также осевым (розеточным) подводом газов. Чаще всего используют цилиндрические (с удлиненной цилиндрической частью) и конические (с удлиненной конической частью) циклоны. Принцип работы циклонного аппарата представлен на рисунке ниже

Загрязненный заз подается в верхнюю части циклона, например, тангенциально. Внутри циклона, под действием возникающей центробежной силы воздух закручивается и движется вниз. Частицы пыли, ударяясь о стенки аппарата оседают в бункере для сбора пыли, а воздух, достигая конической части циклона поднимается по выхлопной трубе вверх и выбрасывается в атмосферу.

Простота конструкции циклонных аппаратов в сочетании с достаточно высокой эффективностью очистки привела к тому, что на данный момент, на рынке представлены циклоны самых различных конструкций - ЦН, СЦН, ЦОК, ЦОЛ, БЦШ и так далее. Каждый тип циклона предназначен для очистки газа от определенных видов пылей, имеет свои конструктивные особенности и технические характеристики.

Производительность циклона зависит, в том числе, от его размеров, поэтому при больших расходах очищаемых газов применяют групповую компоновку циклонов (батарейный циклон) так как установка одного высокопроизводительного циклона, имеющего большую высоту, приводит к затруднениям при его размещении. Группа циклонов снабжается общим бункером для сбора пыли.

Батарейные циклоны могут состоять из нескольких десятков и даже сотен параллельно включенных малогабаритных циклонов. Например, в отечественных конструкциях в одном аппарате насчитывается 792 циклонных элемента, а расход газа, подаваемого на очистку составляет 650 000 м³ /ч.

При использовании батарейных циклонов необходимо учитывать, что степень очистки газов в них несколько ниже той, которую можно достичь в равных по диаметру обычных циклонах. По экспертным оценкам, примерно одинаковой эффективностью очистки обладают обычные циклоны вдвое большего диаметра, чем батарейные.

Также следует принимать во внимание, что большое число циклонных элементов, объединенных общим бункером в одной секции батарейного циклона, требует равномерного распределения очищаемых газов и, в случае применения элементов малого диаметра, увеличивается их необходимое число, а это, в свою очередь, повышает опасность неравномерного распределения газов и возрастания вредных перетоков газов между элементами через общий бункер.

К центробежным пылеуловителям также относят вихревые пылеуловители, основным отличием которых от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока.

В вихревых пылеуловителях соплового типа запыленный газовый поток закручивается лопаточным завихрителем и движется вверх, подвергаясь при этом воздействию трех струй вторичного газа, вытекающих из тангенциально расположенных сопел. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к периферии, а оттуда — в возбуждаемый струями спиральный поток вторичного газа, направляющий их вниз, в кольцевое межтрубное пространство.

Вторичный газ в ходе спирального обтекания потока очищаемого газа постепенно полностью проникает в него. Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер. В качестве вторичного газа в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух, часть очищенного газа или запыленные газы.

С экономической точки зрения наиболее целесообразным решением является использование в качестве вторичного газа запыленных газов, поскольку при этом производительность аппарата повышается на 40 % — 65 % без заметного снижения степени очистки.

Для повышения степени пылеулавливания вихревые пылеуловители можно, как и обычные циклоны компоновать в группы (за счет уменьшения диаметра аппаратов).

Динамические пылеуловители представляют собой механизм, состоящий из рабочего колеса и кожуха-пылеприемника, где пылегазовый поток приводится во вращательное движение рабочим колесом.

Под действием центробежной силы пыль выделяется из очищаемого газа. Динамические пылеуловители обеспечивают высокую степень очистки отходящих газов при улавливании частиц размером >10 мкм. Наибольшее распространение получил дымососпылеуловитель, предназначенный для улавливания частиц пыли со средним размером >15 мкм.