Как циклон работает: Циклонные пылеуловители в системах очистки воздуха на современных промышленных предприятиях

Содержание

Циклонные пылеуловители в системах очистки воздуха на современных промышленных предприятиях

Производственная деятельность большинства промышленных предприятий сопровождается загрязнением воздуха рабочей зоны производственных помещений мельчайшими твердыми частицами, называемыми промышленной или производственной пылью.

Очистка воздуха от промышленной пыли на предприятиях входит в число важнейших мероприятий по охране труда и поддержанию экологической чистоты окружающей обстановки:

  • в части охраны труда – обеспечение санитарно-гигиенических нормативов ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны;
  • в части охраны окружающей экологии – обеспечение чистоты вентиляционных выбросов в атмосферу за счет применения пылеулавливающего оборудования и системы пылеочистки предприятия, не допускающих попадания производственной пыли в окружающую среду.

Наибольшее распространение в производственных системах пылеочистки получили циклонные пылеуловители, применяемые для снижения уровня запыленности воздуха и удаления его из производственных помещений на деревообрабатывающих предприятиях, заводах ЖБИ и металлоконструкций, предприятиях химической и других отраслей.

У нас вы можете приобрести циклонные пылеулавливатели следующих моделей:

Принцип работы циклонных пылеуловителей

Циклонные пылеуловители, чаще называемые просто циклонами, относятся к категории механических инерционных осадителей, в которых частицы пыли, взвешенные в воздухе, осаждаются на внутренних стенках циклона под действием силы инерции (центробежной силы), возникающей при тангенциальном вводе воздушного потока в камеру пылеулавливающего устройства. Для технической реализации инерционного осаждения пыли в циклоне используется конструктивное решение, являющееся базовым для всех многочисленных конструкций. Классический вариант циклона-пылеуловителя представлен следующими конструктивными элементами:

  • поз. 1 – бункер-пылесборник;
  • поз. 2 – коническое днище циклона;
  • поз. 3 – цилиндрическая обечайка корпуса циклона;
  • поз. 4 – тангенциальный патрубок для ввода запыленного воздуха;
  • поз. 5 – крышка циклона;
  • поз. 6 – патрубок для вывода очищенного воздуха;
  • поз. 7 – центральная выхлопная труба.

Корпус циклона собран из цилиндрической обечайки (поз. 3), конического днища (поз. 2) и крышки (поз. 5). Днищу (поз. 2) и бункеру-пылесборнику (поз. 1) придается коническая либо пирамидальная форма. Тем самым обеспечивается полноценный сбор осажденной пыли в пылесборнике и последующая ее выгрузка по мере заполнения бункера. Нормальная работа циклона будет обеспечена только при герметичном бункере, иначе пыль с потоками уходящего воздуха будет просачиваться через верхние выходные каналы.

Тангенциальный патрубок (поз. 4), называемый также тангенциальным вводом, необходим для направления входящего воздушного потока по образующей поверхности цилиндрической обечайки корпуса (поз. 3).

Это важно! Тангенциальным (от лат. tangens – касающийся) принято называть направление по касательной к формообразующей кривой пространственного тела. В случае цилиндрической формы корпуса циклона тангенциальный патрубок приваривают таким образом, чтобы направление движения входящего воздушного потока соответствовало направлению касательной к образующей цилиндра, то есть, к окружности. При тангенциальном вводе поток воздуха вместе с частицами пыли приобретает винтообразное движение вокруг центральной выхлопной трубы, направленное вниз вдоль конического днища к бункеру-пылесборнику.

Размеры и геометрические формы базовых конструктивных элементов различных модификаций циклонов могут существенно различаться. Некоторые модели циклонов оснащаются улитками, звездочками, розетками и другими специфическими устройствами для подкрутки очищаемого воздуха.

Принцип инерционной сепарации, используемый в работе циклона, состоит в следующем.

  1. Поток запыленного воздуха подается в корпус циклона через тангенциальный патрубок (поз. 4) по касательной к его цилиндрической обечайке (поз. 3).
  2. В циклоне формируется вращательно-поступательное движение воздушного потока, в процессе которого на частицы пыли начинает воздействовать центробежная сила.
  3. Под воздействием центробежной силы пылевидные частицы выбрасываются из воздушной массы к стенкам циклона, прижимаются к их поверхности, оседают на них и стекают вниз в пылесборник.

Обратите внимание! Величина центробежной силы при вращении в циклоне определяется по формуле:

F = m*( Vtang )2 /R, где m – масса частицы пыли, Vtang — тангенциальная составляющая скорости движения входящего воздушного потока; R – радиус цилиндрической обечайки циклона.

Для типичных условий эксплуатации циклонов, когда Vtang = 15 м/с и R = 60 см (диаметр циклона составляет 1,2 м), величина центробежной силы F почти в 39 (!) раз превышает силу тяжести, которая «тянет» пылинку вниз. В отдельных конструкциях циклонов ее значение в сотни раз превышает показатель силы тяжести. Поэтому центробежная сила резко увеличивает интенсивность осаждения пыли в камере циклона.

  1. Очищенный от пыли воздушный поток по центральной выхлопной трубе (поз. 7) выводится через патрубок (поз. 6) из циклона в атмосферу.

Преимущества и недостатки циклонов

Циклонные агрегаты отличаются следующими достоинствами:

  • простой конструкцией, не имеющей движущихся частей;
  • несложной технологией изготовления, обеспечивающей повышенную ремонтопригодность;
  • невысокой стоимостью по сравнению с другими типами пылеосадителей;
  • высокой надежностью, длительным ресурсом безаварийной работы при очистке газовых сред, не содержащих взвешенные абразивные частицы;
  • типовые модели циклонов допускают эксплуатацию при температуре до 500 град. Ц без внесения конструктивных изменений;
  • сравнительно малым энергопотреблением в сравнении с другими устройствами пылеочистки;
  • при покрытии активных поверхностей износостойкими материалами циклоны можно использовать для осаждения абразивной пыли;
  • высокую производительность и эффективность;
  • при повышении концентрации пыли фракционная эффективность циклона не снижается;
  • возможность использования для очистки агрессивных газов и газовых смесей.

К недостаткам циклонных пылеуловителей относят следующие факторы:

  • высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1500 Па;
  • небольшой ресурс работы при очистке сред с абразивной пылью;
  • низкую эффективность при улавливании частиц размерами менее 5 мкм;
  • невозможность использования для улавливания слипающей пыли.

Эффективность циклонов

Эффективность работы циклонов характеризуется степенью очистки, показывающей в процентном выражении количество осевшей пыли в сравнении с содержанием пыли в поступающем воздухе. Для наиболее распространенных циклонов типа ЦН эффективность очистки достигает следующих показателей:

  • до 99,5% — для частиц условного диаметра 20 мкм;
  • до 95% — для частиц диаметром 10 мкм;
  • 83% — для малых частиц диаметром 5 мкм.

Заключение

Применение циклонных пылеуловителей существенно снижает уровень профессиональных заболеваний работников предприятий и повышает надежность работы используемого оборудования. Установка циклонов способствует минимализации потерь сырья за счет рециклинга осажденной пыли и сохраняет чистоту экологии окружающей среды.

Как работает пылесос циклонного типа?

Все пылесосы в мире служат только одной цели — чистоте, и не важно о каком пылесосе именно идет речь. Какие-то пылесосы делают это хорошо и стоят умеренно, а какие-то делают это отлично и их стоимость значительно выше.

Циклонные пылесосы появились сравнительно недавно, но уже снискали к себе уважение и доверие миллионов людей. В магазинах, наверное, каждый обращал внимание на витрины с циклонными пылесосами. Внятно объяснить что такое циклонный пылесос и принцип его работы, продавцы магазинов не могут. Поэтому решено было самостоятельно разобраться во всех тонкостях циклонных технологиях пылесосостроения.

Кто создал пылесос циклонного типа?

Сам принцип циклонных пылесосов изобрел английский изобретатель Джеймс Дайсон. Самым первым пылесосом, который был выпущен по его технологии, был пылесос фирмы G-Force в 1986 году. Спустя некоторое время английский изобретатель продал патент на технологию циклонных пылесосов и в 1990-х годах организовал свой исследовательский центр, а в 1993 году выпустил свой первый пылесос -всемирно известный Dayson DC01.

В настоящее время, пылесосы циклонного типа выпускает каждая уважающая себя компания, к которым относятся Bosh, Samsung, Dayson, Philips, Panasonic и так далее.

Как же работают пылесосы циклонного типа?

По всей видимости, создатель циклонных пылесосов был очень хорошим физиком, так как вся технология сбора пыли построена на физических законах центробежной силы. Более наглядно принцип действия циклонного пылесоса можно увидеть на картинке:

Красными стрелками помечен входящий воздух (с пылью), а синими — выходящий (чистый, без пыли).

Весь пылесборник состоит из 2 камер: внешней и внутренней. Воздух попадая в пылесборник движется по спирали с большой скоростью, поднимаясь в верх по внутренней камере. Под действием центробежной силы крупная пыль попадает во внешнюю камеру, а мелкая пыль остается на стенках внутренней. После чего очищенный воздух через череду фильтров выходит из пылесборника.

Это схематическое описание, так как в действительности технология пылесосов циклонного типа сложна и имеет много нюансов.

Сами пылесборники изготавливают из пластика, который не боится воды и для его использования не нужно никаких сменных элементов.

Достоинства и недостатки циклонных пылесосов

Теперь давайте попытаемся понят, что же хорошего в этой технологии и насколько она подходит для идеального пылесоса, который нам нужен.

Достоинства циклонного пылесоа:
  1. Все пылесосы циклонного типа обладают легким весом и довольно компактными размерами. Покупая такой пылесос Вы экономите место и бережете силы и нервы человека, который будет им пользоваться.
  2. Не нужны постоянно кончающиеся бумажные мешочки для пылесборника.
  3. Мощность пылесоса не теряется от наполнения пылесоса пылью.
  4. Пылесборник можно вымыть водой и высушить.
Недостатки циклонных пылесосов:
  1. После каждой уборки пыль из пылесборника необходимо убирать. Человеческой лени тут нет место.
  2. Повышенный шум. Как говорится: все относительно, поэтому шума от циклонного пылесоса немного больше, чем от обычного.
  3. Энергопотребление также выше, так как в пылесосе создается торнадо в миниатюре.

Покупать или нет пылесос циклонного типа решать только Вам. Из всего вышенаписанного можно понять, что идеального пылесоса не бывает, всегда нужно чем-то жертвовать.

Если подытожить, то технология циклонных пылесосов довольно интересна и лично для меня все недостатки с лихвой перекрываются его достоинствами. Поэтому циклонный пылесос — это интересная находка, которая несомненно стоит тех денег, которых за нее просят.

циклон пылеуловитель конструкция, пылеуловитель циклон очистка

Полезные материалы

Циклоны: что это такое, зачем они нужны?

Среди других типов механических пылеуловителей циклоны быстро получили широкую известность и популярность. Во многом этому способствовали такие характеристики, как простота эксплуатации, дешевизна. Кроме того, сопротивление остаётся небольшим, а производительность сохраняет высокий уровень. Вот лишь один из немногих сайтов, где можно посмотреть качественные циклоны — http://www.kz.all.biz/ciklony-bgg1081013. На самом деле, продажа такой техники осуществляется многими компаниями.

Преимущества агрегатов по сравнению с другой техникой

1) Фракционная эффективность аппарата не снижается, даже если концентрация пыли повышается

2) Прибор всегда можно отремонтировать, кроме того – прост сам процесс изготовления

3) Улавливаются даже пыли абразивного происхождения. Для этого целый ряд специальных материалов наносится на поверхность циклона.

4) Улавливание пыли происходит, даже когда она просто в сухом состоянии.

5) Циклон работает стабильно и надёжно, даже если температура достигает 500 градусов

6) В конструкции отсутствуют движущиеся части

Есть у прибора и свои недостатки, но их совсем немного. Например, гидравлическое сопротивление может быть довольно высоким. Оно иногда достигает 1250-1500 Па. При улавливании частиц размером менее 5 мкм эффективность снижается.

Как работают циклоны?

Использование центробежных сил, которые возникают, когда внутри аппарата вращается газопылевой состав – главный принцип, на котором основана работа циклонов. Частицы пыли во время этого процесса просто отбрасываются на стенки устройства. Так что они удаляются из общего потока.

Внутри остаётся чистый газ, который продолжает своё вращение. Он выходит из циклона после того, как совершает разворот на 180 градусов. Это происходит с помощью выхлопной трубы, расположенной по оси.

Что ещё происходит внутри?

В осевом направлении потока и сил тяжести перемещаются частицы пыли, которые осели на стенках корпуса. Они движутся до тех пор, пока не достигают выходного отверстия. Так что они полностью удаляются из циклона.

На самом деле, циклоны появились в производстве больше ста лет назад. Но до сих пор продолжаются работы, связанные с их улучшением, совершенствованием.

Циклоны – это аппараты, которые всегда характеризуются высокой производительностью.

Надёжность работы системы – главный фактор при выборе той или иной модели циклона. Особенно это важно в тех случаях, когда ремонт оборудования требует больших дополнительных затрат. Впрочем, в настоящее время моделей циклонов выпускается достаточно много, так что каждый заказчик может выбрать конструкцию, полностью удовлетворяющую именно его требования.

 

 

 

Данная статья написана специально для сайта liberty-salon.ru. Копирование статьи разрешается только с указанием активной ссылки на наш сайт.

25.07.14

Предыдущая статья

Добавить комментарий

Работает ли циклон в оптимальном режиме? Как это определить по гидравлическому сопротивлению?

Работает ли циклон в оптимальном режиме? Как это определить по гидравлическому сопротивлению?

Встраивание циклона в газовую линию создает местное сопротивление потоку газа. Наглядно представить, что такое гидравлическое сопротивление, можно с использованием водяного уровнемера.  
 

Немного теории: Водяным уровнемером может служить обычная пластиковая прозрачная трубка, изогнутая в виде буквы U. Один конец этой трубки открыт и соединяется с атмосферным воздухом, а второй конец герметично закреплен в газовой линии «заподлицо».

Рис.1.

Если уровнемер не подсоединен, уровень воды в обеих трубках одинаковый. Если уровнемер подсоединен к газоходу, находящимся под давлением, то уровень воды в трубке (присоединенный конец) опустится вниз. Если газопровод находится под разряжением, то наоборот, уровень воды приподнимется.

 

Рис.2.

 

Чем ближе к вентилятору находится уровнемер, тем большую величину отклонения водяного столба он покажет.

 

Рис.3.

 

Если в газоходе установить местное сопротивление, например шайбу, то это вызовет перепад давления. Насколько большим будет это гидравлическое сопротивление, зависит от геометрии местного сопротивления. В случае с шайбой – чем сильнее она зауживает отверстие, тем больше ее коэффициент гидравлического сопротивления. 

Чтобы обеспечить один и тот же расход газа по газопроводу для шайбы с малым отверстием нужно затратить больше энергии, чем для шайбы с большим отверстием. Таким образом, коэффициент гидравлического сопротивления шайбы с малым отверстием больше, чем коэффициент гидравлического сопротивления шайбы с большим отверстием.

Теперь о циклонах – у каждого циклона имеется свой установленный коэффициент гидравлического сопротивления — КГС.

 

Таблица 1

 

 

В таблице 1 указанны оптимальная условная скорость Vц опт и коэффициент гидравлического сопротивления КГСцБуква «Ц» в нижнем регистре означает, что эти величины даны для цилиндрической части циклона.

Гидравлическое сопротивление циклона ∆Р зависит от условной оптимальной скорости Vц опт , коэффициента гидравлического сопротивления КГСц.и плотности газа ρг.

 

Формула1 

 

 

Плотность воздуха в зависимости от температуры можно определить по графику

 

Рис.4

 

 

 

Если циклон работает в оптимальном режиме, то у него должно быть строго определенная величина гидравлического сопротивления ΔР.

 

Например: Пусть имеется циклон ЦН-15, работающий на воздухе при температуре 2000С, тогда его гидравлическое сопротивление должно составлять

 

 

735 Па или 735/9,8 = 75 мм.вод.ст.  Т.е. разница между высотой водяного столба манометра №1 и манометра №2 должна составлять 75 мм. Допускается отклонение от этой величины до 15-20%.

 

Рис.5

 

 

Если разница в высоте водяных столбов до циклона и после него существенно меньше 75 мм, это означает, что циклон слишком большой, для данных условий нужен циклон меньшего диаметра.  Заниженное гидравлическое сопротивление также означает заниженную среднерасходную скорость газов через циклон, и как следствие, низкую степень улавливания твердых частиц.
 

Если гидравлическое сопротивление циклона существенно больше 75 мм.вод.ст., то вполне возможно циклон «забился» твердыми отложениями, или был неверно подобран для данного потока газа.

Принцип работы циклонов ЦН-15. — КиберПедия

Содержание

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 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.

Циклоны рекомендуется применять для улавливания:

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 транспо

Анализ работы циклонов для пылеулавливания

Библиографическое описание:


Иванков, Д. И. Анализ работы циклонов для пылеулавливания / Д. И. Иванков, Р. Д. Гритчин, А. Н. Тюрин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 13 (117). — С. 165-168. — URL: https://moluch.ru/archive/117/32043/ (дата обращения: 16.12.2020).



В статье рассмотрен классический вид конструкции циклонного пылеуловителя. Проанализированы особенности работы циклонного аппарата и особенности движения пылевой смеси в циклоне. Предложены пути модернизации конструкции циклона.

Сухие пылеуловители работают по принципу отделения тяжелых частиц от газов силами инерции (при раскрутке газов или их резком повороте). Весьма широко на предприятиях для очистки запыленного воздуха применяются циклонные пылеуловители.

Циклоны — наиболее распространенные пылеулавливающие агрегаты [1], они применяются на предприятиях черной и цветной металлургии, химической, нефтяной и деревообрабатывающей промышленности, при производстве строительных материалов, в энергетике и др.

При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80–95 % от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны пылеуловители являются надежными устройствами очистки, т. к. в их конструкции нет сложного механического оборудования, а сепарация пылевых частиц осуществляется под воздействием центробежной силы.

Принцип работы

Пылевая смесь со взвешенными в ней твердыми частицами через входной патрубок подается в цилиндрическую часть циклонного аппарата и совершают движение сверху вниз по наружной спирали. Под действием центробежной силы фракции пыли отделяются, и по стенкам циклона перемещаются вниз в сборный конус. Обычно в циклонах центробежное ускорение от нескольких сотен, до тысяч раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, и под влиянием центробежной силы движутся к стенке. Накопленная пылевая смесь движется вдоль стенки по спирали вниз в пылевой бункер. Чистый воздух по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Чистый воздух подается в воздуховод для очищенного воздуха (сверху или сбоку циклона), частицы пылевой смеси вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер [2].

Особенности конструкции циклона

Классический пылеуловительный циклон состоит из двух частей — цилиндрической и конической. Входной патрубок, через который в циклон подается очищаемый газ, установлен на цилиндрической части и направляет поток внутрь установки тангенциально. Коническая часть циклона расположена вершиной вниз, которая является выходным окном для сброса сепарированных частиц пыли в бункер. По продольной оси установки расположена труба, которая частично погружена в центр цилиндрической части, называемая выхлопной трубой. Цилиндрическая и коническая части циклона крепятся на бункере для сбора отсеянных частиц. В некоторых конструкциях циклонов нижняя сборная камера может и не использоваться. В этом заключается различие между устройствами закрытого и открытого типов [5].

Классическая схема устройства и схема отделения частиц в циклонной камере показаны на рис.1.

Рис. 1. Схема устройства циклона: 1 — запылённый газ; 2 — чистый газ; 3 — зоны высокой концентрации пыли; 4 — конус; 5 — область вихревого ядра; 6 — выгрузка пыли [5]

Особенности работы циклона

В результате анализа движения запыленного газа в циклоне возможно установить следующие характерные зоны — рис. 2. Зона рециркуляции 1, представляющая собой продолговатый овал, отрицательно влияет на сепарацию пыли. На выходе из циклона в зоне 2 скорости газа в трех главных направлениях служат величинами одного порядка. Зона 3 служит центральной тороидальной областью рециркуляции на выходе. Выхлопная труба 4, которая частично погружена в центр установки, уменьшает «диффузию» частиц через прилегающий слой по длине верхней крышки пылеуловителя. Существенное влияние на работу устройства оказывает наличие прилегающего слоя у нижней торцевой стенки 5. В связи с этим ее выполняют конусной. Обращение вихревого движения газа происходит в зоне 6. При изменении направления движения вихря окружная скорость становится значительно больше, чем две другие. Входной патрубок для подачи газа на очистку в циклон расположен в зоне 7. Благодаря области сильного поля центробежных сил близ стенки 8 обеспечивается сепарация частиц и увеличивается время пребывания их в аппарате [5].

Рис. 2. Схема течения газа в циклоне: 1 — кольцевая зона; 2 и 3 — зоны на выходе из аппарата; 4 — выхлопная труба; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 5 — зона пограничного слоя; 6 — зона обращения движения; 7 — зона входа; 8 — зона разделения [5]

Путем модернизации конструкции циклона возможно решить вопрос с одним из недостатков, а именно снизить гидравлическое сопротивление.

Метод центробежного осаждения частиц из запыленного потока газовоздушной смеси, является едва ли не единственным в случае умеренных объемных расходов газа. Это объясняется простотой устройства и высокой эффективностью очистки воздуха.

Рассмотрим циклон в котором совершается устойчивое круговое движение с постоянной угловой скоростью.

В зоне переноса частиц инерционные центробежные силы во много раз превосходят гравитационные силы. Но действие центробежных сил в классическом циклоне кратковременное, так как возникающие при круговом движении потока сжимающие его силы направлены от периферии к центру вихря; происходит движение газового потока от стенки аппарата к его оси, которое противодействует вылету частицы пыли. При переходе цилиндрической части в коническую — конфузор перепад статического давления в потоке газа происходит более резко, сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, поток в виде сильного вихря направляется внутрь, захватывая с собой частицы пыли [4].

Движение частицы вниз происходит только благодаря воздействию вторичного потока газа, искривленного вдоль конической стенки, при этом ему приходится преодолевать и силу трения частиц о стенку аппарата.

В данной конструкции при сохранении первого условия можно добиться менее стремительно увеличения коэффициента сопротивления. В классическом циклоне гидравлическое сопротивление продолжит неизбежно возрастать.

Модернизированный циклон работает следующим образом:

Запыленный воздушный поток нагнетается в корпус пылеуловителя через входной патрубок. За счет центробежной силы в цилиндрической полости циклона начинается отделение частиц пыли из потока. Затем запыленный поток поступает в конническую полость циклона. Очищенный воздух удаляется через выходной патрубок. Частицы уловленной пыли удаляются через патрубок [3].

Использование циклонных пылеуловителей очистки призвано обеспечить максимальное снижение выбросов загрязненных веществ. В современной промышленности очень широко используются циклонные аппараты, но по ряду причин они не удовлетворяют современным требованиям по качеству очистки. Разрабатываемые и внедряемые методы модернизации циклонов позволят без существенных затрат увеличить эффективность очистки воздуха, без увеличения энергозатрат, а также увеличить срок службы циклона.

Литература:

1. Штокман Е. А. Очистка воздуха. Издательство: Ассоциация строительных вузов (АСВ), 2007. — 312 c.

2. Вальдберг А. Ю. Исянов Л. М. Тарат Э. Я. Технология пылеулавливания / — Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1985. — 192 с..

3. Веригин А. Н., Федоров В. Н., Малютин М. С. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания Издат.: С.-Петербургского университета, 2000 г., 336с.

4. Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов: тез.докл. конф., 17–18 окт. 1991 г. / Под ред.Ю. И. Шумяцкого. — Пенза: [б. и.], 1991. — 128 с.

5. Конструкция современных циклонов для пылеулавливания. — URL: http://www.ntds.ru/statyi/120_cikloni.pdf (Дата обращения 18.06.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): циклон, входной патрубок, центробежная сила, цилиндрическая часть, выхлопная труба, зона, гидравлическое сопротивление, зона входа, циклонный аппарат, чистый воздух.

Циклонный сепаратор — Energy Education

Рисунок 1. Циклонный сепаратор. [1]

Циклонные сепараторы или просто циклоны — это сепарационные устройства (сухие скрубберы), которые используют принцип инерции для удаления твердых частиц из дымовых газов. [2] Циклонные сепараторы — одно из многих устройств для контроля загрязнения воздуха, известных как предварительных очистителей , поскольку они обычно удаляют более крупные частицы твердых частиц. Это предотвращает более тонкую фильтрацию от более крупных, более абразивных частиц в дальнейшем.Кроме того, несколько циклонных сепараторов могут работать параллельно, и эта система известна как мультициклон . [3]

Важно отметить, что циклоны могут сильно различаться по размеру. Размер циклона во многом зависит от того, сколько дымовых газов необходимо отфильтровать, поэтому для более крупных операций, как правило, требуются более крупные циклоны. Например, может существовать несколько различных моделей циклона одного типа, и размеры могут варьироваться от относительно небольших 1,2–1,5 метра в высоту (около 4–5 футов) до примерно 9 метров (30 футов), что примерно равно высоте циклона. трехэтажное здание !. [4]

Как это работает

Циклонные сепараторы

работают как центрифуги, но с непрерывной подачей грязного воздуха. В циклонном сепараторе грязный дымовой газ подается в камеру. Внутри камеры образуется спиральный вихрь, похожий на торнадо. Это спиралевидное образование и разделение показано на рисунке 2. Более легкие компоненты этого газа имеют меньшую инерцию, поэтому им легче попасть под влияние вихря и подняться по нему. Напротив, более крупные компоненты твердых частиц обладают большей инерцией и не так легко подвержены влиянию вихря. [2]

Рисунок 2. Анимированный GIF-файл, показывающий, как частицы движутся через циклонный сепаратор. [5]

Поскольку этим более крупным частицам трудно следовать за высокоскоростным спиральным движением газа и вихря, частицы ударяются о внутренние стенки контейнера и падают в приемный бункер. Эти камеры имеют форму перевернутого конуса, чтобы способствовать сбору этих частиц на дне контейнера. Очищенный дымовой газ выходит через верхнюю часть камеры.

Большинство циклонов созданы для контроля и удаления твердых частиц диаметром более 10 микрометров. Однако существуют высокоэффективные циклоны, которые предназначены для работы с частицами размером до 2,5 мкм. Кроме того, эти сепараторы неэффективны для очень крупных твердых частиц. Для твердых частиц размером около 200 микрометров лучшим вариантом являются гравитационные отстойные камеры или импульсные сепараторы. [3]

Из всех устройств для улавливания твердых частиц циклонные сепараторы являются одними из самых дешевых. [2] Они часто используются в качестве предварительной обработки перед тем, как дымовой газ попадет в более эффективные устройства контроля загрязнения. Таким образом, циклонные сепараторы можно рассматривать как «грубые сепараторы» до того, как дымовой газ достигнет ступеней тонкой фильтрации.

Эффективность

Циклонные сепараторы, как правило, способны удалять от 50 до 99% всех твердых частиц в дымовых газах. [2] Насколько хорошо циклонные сепараторы действительно способны удалять этот материал, во многом зависит от размера частиц.Если имеется большое количество более легких твердых частиц, можно отделить меньшее количество этих частиц. По этой причине циклонные сепараторы лучше всего работают с дымовыми газами, которые содержат большое количество крупных твердых частиц.

Циклонные сепараторы имеют несколько преимуществ и недостатков. Во-первых, циклонные сепараторы выгодны, потому что они не дороги в установке или обслуживании и не имеют движущихся частей. Это снижает затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию. Во-вторых, удаленные твердые частицы собираются после высыхания, что облегчает их утилизацию.Наконец, эти устройства занимают очень мало места. Несмотря на эффективность, использование циклонных сепараторов также имеет недостатки. Главным образом потому, что стандартные модели не способны эффективно улавливать твердые частицы размером менее 10 микрометров, а машины не могут эффективно обрабатывать липкие или липкие материалы. [3]

Для дальнейшего чтения

Ссылки

Принцип работы циклонного сепаратора

(пылеотделитель)

Введение

Циклонная сепарация — это способ разделения различных жидких фаз (жидких фаз разной плотности) или отделения частиц от газового потока. Циклонные сепараторы часто являются частью стадии предварительной очистки перед выпуском газа или жидкости. Эта статья посвящена циклонному сепаратору газа.

Циклонные сепараторы

Что в имени?

Циклонный сепаратор имеет несколько разговорных названий. Эти названия включают « пылеуловитель », « пылеуловитель », « пылеуловитель », «циклонный экстрактор » и «циклонный сепаратор ».Как правило, более мелкие установки называются «пылеуловителями» или экстракторами, в то время как промышленные сепараторы большого размера называются «циклонными сепараторами».

Газовый циклон и гидроциклон

Существуют две основные конструкции циклонного сепаратора: газовый циклон и гидроциклон .

Газовые циклоны используются для удаления унесенных частиц из газового потока.

Типовая установка газового циклона

Гидроциклоны используются для разделения жидкостей разной плотности.

Циклонные сепараторы

могут быть установлены по отдельности или в составе нескольких циклонов, известных как мультициклоны . Также возможно установить циклоны последовательно или параллельно.

Сепараторы

могут быть установлены с горизонтальной или вертикальной ориентацией.

Циклонные сепараторы газа

Циклонные сепараторы

делятся на две основные категории: с обратным потоком и с осевым потоком .

Циклонные сепараторы с обратным потоком имеют коническую форму.Газ поступает в верхнюю часть корпуса сепаратора, течет вниз, затем снова течет вверх и выпускается.

Циклонный сепаратор газа с обратным потоком

Существуют различные конструкции циклонных сепараторов с обратным потоком. Ниже представлен еще один вариант циклона с обратным потоком.

Сепаратор циклона обратного потока с генератором завихрения

В циклонных сепараторах с осевым потоком (также известных как прямоточные) газ поступает с одного конца и выходит с противоположного конца.Сепараторы с осевым потоком не так распространены, как сепараторы с обратным потоком.

Циклон осевого потока

КПД

Эта статья будет посвящена циклонному сепаратору газа с обратным потоком, поскольку этот тип сепаратора является наиболее распространенным в настоящее время. В этой статье мы будем использовать термин «эффективность сбора» или просто «эффективность ». Эффективность улавливания — также известная как степень извлечения , или является мерой способности циклона отделять частицы от текущего газового потока .Поскольку частицы имеют разные размеры, оценка эффективности обычно дается для различных размеров частиц.

Точка отсечения

Объемный расход и геометрия циклонного сепаратора определяют точку отсечки. Точка отсечения — это точка, в которой частицы удаляются из газового потока при эффективности 50% . Это измерение является отраслевым стандартом и обычно может быть получено у производителя оригинального оборудования (OEM).

Компоненты и конструкция

Циклонный сепаратор с обратным потоком представляет собой промышленную сборку без движущихся частей и простой конструкции.

Основная цилиндрическая часть циклонного сепаратора известна как корпус или цилиндр . Постепенно сужающийся конический участок известен как конус .

Неочищенный газ поступает по касательной через вход сбоку сепаратора. Унесенные частицы в газовом потоке отделяются от газового потока и выводятся через выпускное отверстие в основании сепаратора.Очищенный газ выходит через приемное отверстие в верхней части сепаратора.

Циклонный сепаратор с этикетками

Как работают циклонные сепараторы

Видео ниже представляет собой отрывок из нашего онлайн-видеокурса по основам работы с дизельным двигателем (часть 1).

Газ, содержащий увлеченные частицы, поступает с высокой скоростью через тангенциальный вход в верхней части циклона.Газ течет в корпус / цилиндр циклона по касательной и начинает течь по круговой нисходящей спирали к нижнему отверстию для отбраковки; эта нисходящая спираль называется спиральным вихрем.

Касательная линия (показана красным)

Диаметр конуса постепенно уменьшается, что приводит к увеличению скорости газа. Внешний вихрь создает дополнительный внутренний вихрь ближе к центру корпуса сепаратора, и этот внутренний вихрь течет по спирали вверх к принимающему отверстию.

Внутренний (синий) и Внешний (черный) Vortex

Частицы с большей инерцией будут сталкиваться с боковой стороной циклона, в то время как частицы с меньшей инерцией останутся в потоке газа. Инерцию можно рассматривать как способность частицы продолжать движение по прямой линии даже при приложении внешних сил. При приложении внешней силы — например, циклонического вихря — частицы с низкой инерцией не будут продолжать двигаться по прямой линии, вместо этого они будут двигаться по спирали, когда их уносит поток газа.

Унесенные частицы газа с малым межатомным промежутком

Частицы с большей инерцией будут меньше подвержены влиянию вихря и продолжат движение по прямой. Эта прямолинейная траектория заставляет частицы с высокой инерцией выходить из газового потока и сталкиваться с корпусом циклонного сепаратора. Затем эти частицы падают на основание циклонного сепаратора и из отверстия для отбраковки. Таким образом, захваченные частицы определенного размера могут быть отделены от газового потока.

Унесенные высокопрочные частицы газа

Другой способ представить себе этот процесс — представить себе частицы более высокой плотности, сталкивающиеся с корпусом циклона, в то время как менее плотные частицы удерживаются в потоке газа. Это не совсем так, поскольку и плотность, и форма частицы влияют на ее способность отделяться от газового потока.

Частицы, выбрасываемые через порт отбраковки, обычно либо рециркулируются (вне или на месте), либо утилизируются.

Физика Примечание

Распространено заблуждение, что центробежная сила — это сила, отделяющая частицы от газового потока, но именно центробежная сила заставляет частицы сталкиваться с корпусом сепаратора.

Приведенное ниже уравнение используется для расчета центростремительной силы на основе скорости воздуха (v) , размера частиц (м) и радиального расстояния (r) от стенки циклона .

F = (mv 2 ) / r

Где: v = скорость воздуха

м = размер частиц

r = радиальное расстояние

Центростремительные силы, генерируемые внутри сепаратора, могут быть от пятикратной силы тяжести для сепараторов с низким перепадом давления большого диаметра до 2500 раз силы тяжести для сепараторов очень малого диаметра с высоким перепадом давления.

Факторы, влияющие на эффективность

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на эффективность циклонных сепараторов.К ним относятся плотность частиц , размер частиц, объемный расход, перепад давления, длина конуса, длина корпуса, отношение приемного отверстия к диаметру корпуса и даже гладкость внутренних поверхностей циклона. Теперь мы обсудим более важные аспекты дизайна более подробно.

Плотность частиц — один из наиболее решающих факторов, влияющих на способность циклона удалять захваченные частицы. Плотные частицы, такие как оксиды железа, могут быть отделены с эффективностью 99% или выше, независимо от размера частиц. Когда плотность частиц уменьшается, эффективность снижается. (при условии, что никаких других изменений системы не происходит).

Размер частиц является важным фактором при проектировании сепаратора

Ultimate Cyclone Slayer Build Guide (PoE Heist 3.12)

  • Facebook
  • Twitter
  • Раздор
  • Rss
  • авторизоваться
  • регистр

  • удалить рекламу

poe-vault.com

PoE Vault

Фансайт Path of Exile

Открыть / закрыть поиск

Поиск

Открыть / закрыть Nav

  • Новости

  • Гиды

  • Строит

  • Предметы

  • Руководства по игровому процессу

  • Форумы

  • Аффиксы

  • Сделайте свою собственную сборку
  • Duelist сборки

    • Убийца

    • Гладиатор

    • Чемпион

  • Shadow сборки

    • Убийца

    • Саботажник

    • Обманщик

  • Marauder сборки

    • Джаггернаут

    • Берсерк

    • Вождь

  • Ведьма сборки

    • Некромант

    • Оккультист

    • Элементалист

  • Ranger сборки

    • Снайпер

    • Рейдер

    • Следопыт

  • Templar сборки

    • Инквизитор

    • Иерофант

    • Хранитель

  • Scion сборки

Park Tool Cyclone Chain Scrubber Обзор

Машины, созданные для облегчения простых задач, чаще всего обречены на неудачу.Однако автоматизированная автомойка считается одним из самых заметных исключений человечества из этого правила. Человек, вооруженный только шлангом, ведром и губкой, может вымыть машину примерно за тот же промежуток времени, что и автомойка за семь долларов, но большинство водителей отказываются от дешевого маршрута и выбирают развлечение механизированной губкой. швабра и ведро. Такова дилемма, которую ставит циклонный цепной скруббер.
Фото Лукаса Агилеры

Cyclone Chain Scrubber от Park Tool разработан для использования современных обезжиривающих средств, не содержащих нефти, и хорошо работает с моющими средствами для мытья посуды и водой.Если вы едете или гоняете по грязи и мокрой дороге, Cyclone может вернуть вашу цепь в действие за считанные минуты.

Cyclone Chain Scrubber от Park Tool — это механизированная автомойка велосипедной трансмиссии — киоск для проезда цепи за 25 долларов, который омывает звенья приятно пахнущим обезжиривающим средством, массирует биты с помощью серии чистящих валиков и фильтров. удаляет металлическую стружку с помощью магнитного фильтра, а затем осторожно отжимает излишки жидкости, когда цепь выходит через противоположный проход.Факт в том, что любой может имитировать работу Cyclone с помощью банки с обезжиривателем, магазинного полотенца и щетки, и возникает вопрос: «Если бы вы испытали более простой механизированный вариант, вы бы вернулись к щетке и ведру для очистки цепи? ‘

Cyclone разбирается вручную и без инструментов, а сменные насадки можно приобрести в Park Tool. Две хорошо продуманные пружинные застежки из нержавеющей стали (вверху справа) удерживают половинки корпуса вместе. Сильный магнит (внизу справа) на нижнем конце емкости отделяет металлические фрагменты от очищающей жидкости.

Как работает Cyclone Scrubber

Пластиковый корпус Cyclone разделяется на две половины, поэтому его можно установить на цепи без необходимости снимать его с велосипеда. Корпус заполнен чистящей жидкостью до отметки уровня на прозрачном корпусе, и, закрепив Cyclone на цепи, слесарь удерживает ручку, поворачивая шатуны. Первая из трех роликовых щеток очищает боковые пластины цепи. Затем звенья проходят через пару вертикальных щеток, которые очищают цепь изнутри, и, наконец, цепь проходит через зазор в вспененном элементе, который удаляет большую часть обезжиривающей жидкости и возвращает ее в резервуар устройства.

Park Tool рекомендует два раза использовать свежий обезжириватель второй раз в качестве топпера. Парк также отмечает, что лучше всего установить велосипед на самую маленькую кассетную шестерню, по-видимому, так, чтобы любой лишний обезжириватель, проливающийся с цепи, держался на расстоянии от храпового механизма ступицы и основных подшипников. Однако Cyclone достаточно эффективен для сбора жидкости, поэтому мы не соблюдали эту меру предосторожности.

Заполните резервуар Cyclone примерно пятью унциями обезжиривающей жидкости, наденьте ее на цепь и затем медленно поверните рукоятки примерно на двадцать или тридцать оборотов, пока цепь не станет чистой и яркой.Мы думали, что скруббер проливает жидкость по всему велосипеду и полу, но это не так.

Циклон в действии

Цепной скруббер Park показывает хорошие характеристики, очищая цепь примерно за три-пять минут. Возможно, лучшая новость заключается в том, что Cyclone справляется с обычно грязной задачей с минимальным количеством капель и чрезмерного распыления от меха. Мы использовали различные чистящие средства из специализированных источников, а также стандартные средства для чистки цитрусовых из автомобильных магазинов, с аналогичными результатами.Просто для удовольствия мы попробовали воду и жидкое моющее средство, предложенное Park Tool, и оно фактически соответствовало характеристикам обезжиривателей для цитрусовых.

Насколько чистое — это чистое ?: Используя аналогию с автоматической мойкой автомобилей, Cyclone Парка может удалить почти всю грязь с цепи за одну мойку. Под этим мы подразумеваем, что механизированные щетки оставляют цепь довольно острой, но инструмент оставляет на звеньях мелкие пятна обесцвечивания, которые могут быть устранены тщательной чисткой вручную. Однако результаты Cyclone настолько хороши, насколько это необходимо для восстановления грязной цепи до новой производительности, и это все, что большинство из нас в любом случае хочет взяться за эту конкретную работу.

Фотографии до и после одной и той же цепи с использованием только одной порции обезжиривателя. Park Tool рекомендует дважды пропустить цепь через Cyclone для получения почти идеальных результатов. Мы обнаружили, что минимальные участки обесцвечивания, оставленные сквозным проходом, не повлияли на работу цепи.

Очистка циклона: Не беспокойтесь об очистке внутренних частей циклона. Поскольку чистящие средства, которые вы будете использовать, будут на водной основе, самое большое усилие, которое потребуется, — это распылить немного воды на мех, чтобы промыть его.Ванна с обезжиривающим средством предотвращает скопление грязи на роликовых щетках. Если вы дешевы, пропустите использованную обезжиривающую жидкость через бумажный кофейный фильтр и используйте ее еще раз.

Технический отчет

• Нравится: заменяемые детали, хранящиеся на складе самой уважаемой в мире компании по производству велосипедных инструментов.
• Например: минимальный беспорядок на полу и на велосипеде.
• Нравится: для очистки цепи используется относительно небольшой объем жидкости.
• Не нравится: Cyclone не может достичь почти идеальных результатов чистки рук вне велосипеда, не требующей внимания.

Интересно, сколько беспорядка производит Cyclone? Немного, о чем свидетельствуют минимальные пятна, оставшиеся на открытом рабочем месте Pinkbike после тщательной мойки цепи.

Ответ Pinkbike:

Нам не понравился Cyclone Chain Scrubber, потому что он казался уловкой, предназначенной для конвертации наших денег в деньги Park Tool. Тем не менее, Cyclone — довольно простой в использовании гаджет. Он выполняет свою работу в спешке, с удивительно небольшим беспорядком или последующей очисткой — и именно эти атрибуты перевернули нас.Теперь Cyclone является частью нашего регулярного технического обслуживания. Сможете ли вы лучше сделать работу вручную? Конечно. Полировщики шлемов типа А, такие как бывшие пожарные, которые водят корветы 1956 года, вероятно, будут издеваться над неспособностью Cyclone восстановить цепи до заводского состояния, но суть в том, что маленькая синяя коробка может заставить вашу цепь работать идеально в считанные минуты. А насчет лени, вызванной еще одним автоматическим устройством для очистки? Что ж, обратная сторона сегодняшних обезжиривателей на водной основе, какими бы зелеными они ни были, заключается в том, что цепь необходимо оставить сухой, прежде чем она сможет принять надлежащую смазку для цепи, а это может занять много времени.Cyclone сделал работу по очистке цепи настолько простой, что нам захотелось, чтобы Park Tool сделал трубчатую насадку для щетки, подходящую для фена, чтобы мы могли сушить цепь так быстро, как мы могли ее мыть. RC



.