СУХИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛИ

Эти аппараты работают за счет гравитационного (пылеосадительные камеры), гравитационно-инерционного (инерционные пылеуловители) и центробежно-инерционного (циклоны различных видов) эффектов.

Первые два типа аппаратов предназначены для грубой механической очистки выбросов и являются простейшими в семействе подобных устройств.

Пылеосадительные камеры.Схемы некоторых из них представлены на рис. 12.

Это - простейшие пылеулавливающие устройства (ГОСТ 12.2.043 – 86). Внесенная в камеру частица находится под действием двух сил: обусловленной кинетической энергией потока, определяющей ее движение в горизонтальном направлении и силы тяжести, перемещающей тело вертикально. Горизонтальный путь частицы равен

l = vоседt. Вертикальный h = vвt.

Длину пылевой камеры, в которой частица оседает на дно, можно найти из следующих соображений

t = h/v_в

и

l = v_с h/v_в.

Рис. 12. Пылеосадительные камеры: а – простейшая камера; б – камера с перегородками; в – многополочная камера. 1 – корпус, 2 – бункеры, 3 – перегородка, 4 – полка.

Таким образом, длина пылеосадительной камеры прямо пропорциональна ее высоте. Иначе говоря, чем ниже камера, тем быстрее частица встретит днище. Следовательно, для уменьшения высоты камеру целесообразно разделить на несколько каналов посредством горизонтальных перегородок. По этому принципу работает полочная пылеосадительная камера, полки которой являются наклонными или поворотными. При входе в камеру устанавливают сетки, решетки для выравнивания потока воздуха, максимальная скорость которого не более 3 м/с. Но тем не менее мелкие фракции выносятся из камеры, которая все-таки весьма громоздка, а степень очистки в ней составляет 50 – 60 %.

Инерционные пылеуловители. В результате резкого изменения газового потока частицы пыли под действием инерции, двигаясь в прежнем направлении, после поворота газового потока теряют энергию и выпадают в бункер. Схема таких устройств приведена на рис. 6.

В подобных пылеуловителях скорость газов, порядка 1 м/с. Частицы с d > 20…30 мкм улавливаются на 60 – 95 %. Конкретное значение степени улавливания определяется фракционным составом, скоростью потока, конструкцией аппарата и др.

Эффект внезапного изменения потока применен в пылеуловителях жалюзийного типа (рис. 13). В них использованы решетки, состоящие из наклонных пластин. В такой решетке поток делится на две части:

- часть, освобожденная в значительной мере от пыли (80 – 90 % всего аэрозоля);

- часть, направляемая далее в циклон и содержащая основную массу пыли. Очищенный в циклоне газ возвращается в основной поток.

Рис. 13. Схема работы жалюзийного пылеуловителя: 1 – входной патрубок, 2 – обогащенный пылью поток, 3 – очищенный поток.

Конструкция пылеуловителя подобного типа представлена на рис. 14.

Рис. 14. Схема пылеуловителя жалюзийного типа: 1 – жалюзи, 2 – сильно запыленный поток, 3 – частично осветленный поток.

Циклоны. Эти аппараты используются для грубой и средней очистки воздуха чаще всего от сухой несмешивающейся либо (рис. 15) слабосмешивающейся пыли (конструкция ВЦНИИОТ).

Рис. 15. Схема работы циклона: 1 – входной патрубок, 2 – выхлопная труба, 3 – цилиндрическая часть, 4 – коническая часть, 5 – пылесборник.

Пылегазовый поток вводится в циклон через входной патрубок обычно со скоростью порядка 20 м/с, очищенный – удаляется через выхлопную трубу. Запыленный воздух совершает в его корпусе вращательные движения в кольцевом пространстве между корпусом и внутренней трубой и, двигаясь по спирали, продолжает движение в конической части корпуса. Под действием центробежной силы, особенности действия которой рассмотрены ранее, возникающей в результате вращательного движения потока, частицы дисперсной фазы перемещаются радиально, приближаясь к стенкам циклона. Далее поток поступает во внутреннюю (выхлопную) трубу и по ней выходит из аппарата. Твердая фаза отделяется от воздуха преимущественно в момент перехода нисходящего потока в восходящий.

Таким образом, для очистки используются два мощных фактора – поле центробежной силы (работает с внешним потоком запыленного воздуха) и инерционность достаточно крупных частиц (внутренний поток). Эффективная работа циклона требует герметичности бункера, иначе из-за подсоса воздуха происходит вынос пыли с потоком через выхлопную трубу.

Циклоны делятся на правые (вращение по часовой стрелке (ЧС)) и левые (против ЧС). Кроме того, их классифицируют по производительности:

- с большой пропускной способностью,

- с высокой эффективностью.

Для первых характерен большой диаметр, что обеспечивает очистку значительных объемов воздуха. Их обычно используют в одиночном варианте. Вторые – с диаметром 500 – 600 мм применяют чаще как групповые, работающие параллельно. Высокая надежность циклона обеспечивается отсутствием подвижных частей, позволяющая использование их при высоких температурах аэрозоля (до 500 ⁰С). Уровень температуры ограничивается характеристиками конструкционных материалов. Сухие дисперсные системы обеспечивают почти постоянное гидравлическое сопротивление аппаратов, но его высокая величина (1200 – 1500 Па) является недостатком циклонов. Кроме того, в них плохо отделяются частицы с поперечником менее 5 мкм, и невозможна очистка от липких загрязнений.

В целом, задачи по очистке газов успешно решаются цилиндрическими (ЦН–11, ЦН–15) и коническими (СК–ЦН–34, СДК–ЦН–33) циклонами (цифра характеризует угол присоединения подводящего патрубка к корпусу). Циклоны с малым углом (рис. 16) предназначены для улавливания сухой неслипающейся пыли, образующейся в помольных и дробильных установках (чайная, табачная, крахмало-паточное производство). Их компонуют по 2, 4, 6 и 8 аппаратов и часто устанавливают перед электрофильтрами. Размеры таких циклонов приведены в таблице 22.

Рис. 16 Цилиндрический (а) и конический (б) циклоны.

Таблица 22

Размеры ряда цилиндрических циклонов в единицах диаметра корпуса
(рис. 16) указаны ниже.

Конические циклоны отличает удлиненная коническая часть, повышенное гидравлическое сопротивление и высокая надежность. Их используют для очистки аэрозоля от угольной пыли, золи, сажи, слипающейся пыли. Размеры ряда таких аппаратов приведены в таблице 23.

Таблица 23

Размеры конических циклонов в единицах диаметра корпуса

Цилиндрические циклоны – высокопроизводительные, конические – большой эффективности. Их выбор производится по каталогам производителей, принципы расчета приведены ниже в отдельном разделе.

Для очистки больших масс газов применяют батарейные циклоны
(рис. 17), состоящие из определенного числа (до нескольких сот) параллельно установленных аппаратов, конструктивно объединенных в одном корпусе с общим подводом и отводом аэрозоля. Их эффективность несколько ниже, чем одиночных конструкций.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: