Циклон для очистки воздуха от пыли. Теоретические основы расчета циклонов

Такие устройства, как пылеуловители (циклоны), используются в водонагревательных твердотопливных котлах, пылесосах, автомобилях и пр. Предназначаются они для от частиц твердой не слипающейся золы или пыли диаметром более пяти микрон, а также запыленных газов. Современный циклон может иметь разную производительность, которая варьируется от 6500 до 43000 кубометров воздуха в час, а коэффициент очистки при этом достигает 80%. Эти показатели свидетельствуют о качественной работе подобной установки.

Гравитационные пылеуловители

Циклоны подобного типа являются самыми простыми устройствами. Принцип работы заключается в следующем: загрязненный воздух поступает в камеру, там расширяется, его скорость снижается. Это приводит к тому, что твердые частицы оседают под воздействием собственного веса.

Инерционные пылеуловители

Устройства данного вида подразделяются на мокрые и сухие. Они отличаются принципом работы. Например, рассмотрим сухие пылеуловители. Циклоны ротационные по внешнему виду напоминаю вентилятор. Однако между двумя этими приборами есть разница: пылеуловитель не только перемещает воздух, но и очищает его от пыли. Этот процесс происходит под воздействием на рабочее колесо.

Мокрые пылеуловители, например, циклоны-промыватели, работают по другому принципу, в сравнении с приборами сухого типа. Прежде всего, они оснащены специальным водонапорным бачком, который обеспечивает постоянное давление воды, для того чтобы она проходила во входной патрубок и попадала на днище распределителя. Загрязненный воздух, проникая внутрь циклона, начинает взаимодействовать с водой. В результате, благодаря инерционным силам, пыль оседает на поверхности стенок.

Батарейные циклоны: особенности конструкции

Данный вид прибора имеет определенную конструкцию, которая включает в себя от 16 до 56 циклонных элементов диаметром 245 мм. Они, в свою очередь, состоят из полых корпусов цилиндрической формы, нижняя часть которых исполнена в виде конуса с размещенными на ней входными патрубками, оборудованными так называемыми полуулитками. Эти элементы также содержат внутри себя вертикально расположенные выхлопные патрубки.

Каждый батарейный циклон состоит из трех камер:

1. Вертикальной — для очищенных газов.
2. Средней — для запыленных газов.
3. Нижней — изготовленной в виде бункера для сбора пыли.

Главные особенности батарейных циклонов

Одной из важнейших особенностей батарейных циклонов является полное отсутствие отключаемых секций, что обеспечивает нераздельное прохождение потока. Именно благодаря этому могут работать в полном объеме данные пылеуловители. Циклоны такого типа не нуждаются в регулировке производительности. Их эффективность может значительно снижаться только в случае применения для группы котлов. Поэтому рекомендуется устанавливать такой прибор только на одну котельную. Как правило, циклоны монтируются рядом с задней частью агрегата перед самим дымососом.

Принцип работы: краткое описание

Для того чтобы изготовить циклон-пылеуловитель своими руками, необходимо хорошо знать принцип его работы. Именно эти знания помогут эффективно применять этот прибор на различных производствах.

Итак, рассмотрим, в чем заключается принцип работы пылеуловителя. Загрязненная газовая среда со скоростью примерно 20-25 метров за секунду сначала подается в среднюю камеру. Там она разделяется на равные потоки и направляется на циклонные элементы. После этого начинает быстрое спирально-вращательное движение. За счет

Завод газоочистного оборудования «ПЗГО» горячо приветствует всех, кто заинтересован в расчете, изготовлении и внедрению на производстве таких фильтровальных агрегатов как циклонный пылеуловитель сухого действия.

Промышленный вихревой фильтр типа «Циклон» - установка, очищающая вентилируемый воздух от механических примесей (частиц пыли, сажи, копоти и т.д.). Устройство подходит для нейтрализации множества видов загрязнений, кроме масляных и газовых.

За годы существования эти аппараты сухой очистки газов доказали свою продуктивность и надежность, тем самым обеспечив высокую востребованность в различных промышленных областях.

Где применяются Циклоны?

Использование воздухоочистных циклонов требуется на производствах, непосредственно связанных высоким пылеобразованием:

• Химическое и коксохимическое производство;
• строительство;
• металлургия;
• обработка металла и древесины;
• разработка земных недр;
• пищепром;
• камнеобработка, шлифовка и т.д.

На любом предприятии, где в воздух поднимается пыль, необходимо включать в комплекс производственного оборудования циклоны для очистки воздуха.

Устройство конструкции и комплектация установки

Циклонный блок является цилиндрической конструкцией, низ которой имеет форму конуса. Сверху расположена улитка-завихритель с входным фланцем. Внутри рабочей камеры пылеулавливания происходит разделение твердых примесей и воздуха. В корпусе имеются технологические люки с задвижками для удаления собранной пыли.

Система комплектуется:

• собственно циклоном для газоочистки;
• бункером;
• вентилятором.

Вихревые пылеуловители данного типа являются самодостаточными комплексами, оснащенными всем необходимым и готовыми к сборке и запуску.

Рабочая схема и принцип очистки воздуха от пыли

В циклон для очистки воздуха с высокой скоростью входит запыленный воздушный поток (до 20 м/с). Нагнетание производится при помощи вентилятора, приводимого в действие электродвигателем. Поток закручивается в завихрителе и устремляется в конус. Конструкция установки такова, что скорость загрязненного воздуха в камере увеличивается по мере движения.

Благодаря центробежным силам производится разделение твердых включений и газовоздушной среды. Первые оседают на дне пылеулавливающей системы. Воздух после очистки выводится через трубу на улицу. Накопленная пыль удаляется через люк с задвижкой.

Технические характеристики и рабочие параметры

КПД очистной эффективности циклонной системы 90 - 99%. Потребляемая мощность электродвигателя рассчитывается из требуемой производительности. Каждый циклон-пылеуловитель успешно извлекает из воздуха частицы, размер которых больше 5-10 мкм.

Также есть возможность оборудовать систему пылеочистки специальным фильтром, увеличивающим рабочий диапазон или убирающий с поверхности частиц статистический заряд. Благодаря этим параметрам мы также можем изготавливать и устанавливать фильтры циклонного типа для очистки дымовых газов от золы и сажи для котельных, которые работают на угле и мазуте. Отдельной категорией нашей продукции являются сухие фильтры для очистки воздуха от древесной пыли.

Достоинства аппарата

Эффективность по объему пылеулавливания устанавливается исходя из требуемой производительности и окончательно рассчитывается на основании предоставленного заказчиком технического задания. То же самое касается проектной мощности электродвигателя комплекса циклонной очистки воздуха.

Цена, доставка и оплата

Для того чтобы купить циклонный пылеуловитель, необходимо внести предоплату в размере 50% от общей суммы заказа. Мы немедленно приступим к индивидуальному расчету и изготовлению установки.

Остальная часть суммы вносится на баланс завода «ПЗГО» перед отгрузкой промышленного фильтра «Циклон».

Доставка может быть осуществлена как нашим транспортом, так и средствами удобной Вам транспортной компании. Возможен самовывоз продукции с завода-изготовителя.

По любым вопросам, касающимся расчета и изготовления газоочистного оборудования , пожалуйста, контактируйте снами удобным Вам способом.

Преимущества:

Групповые циклоны Батарейные циклоны

D d

Виды сточных вод. Механические и физико-химические методы очистки сточных вод.

Сточная вода - это вода бывшая в употреблении, а также вода, прошедшая какую-либо загрязненную территорию. В зависимости от условий образования сточные воды делятся на хозяйственно-бытовые, атмосферные (или поверхностные) и промышленные.

Хозяйственно-бытовые – это стоки столовых, бань, прачечных, туалетов и другие. Атмосферные сточные воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с территорий предприятий. Они загрязняются органическими и минеральными веществами.

На территории промышленных предприятий образуются сточные воды трех видов: бытовые, поверхностные, и производственные.

Бытовые сточные воды предприятий образуются при эксплуатации на его территории душевых, туалетов прачечных и столовых. Предприятие не отвечает за качество сточных вод этого вида и направляет их на городские станции очистки.

Поверхностные сточные воды промышленных предприятий образуются в результате смывания дождевой, талой и поливочной водой примесей скапливающихся на крышах и стенах производственных зданий и на территории предприятия. Основными примесями этих вод являются твердые частицы (песок, камень, стружки и опилки, пыль, сажа, остатки растений и деревьев и т.п.), нефтепродукты (масла, бензин, керосин),. Каждое предприятие отвечает за загрязнение водоемов, поэтому необходимо знать объем сточных вод данного типа.

Производственные сточные воды образуются в результате использования воды в технологических процессах. Их количество и состав определяются типом предприятия, его мощностью, видами используемых технологических процессов, от состава исходной свежей воды и от местных условий, схемы водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий.

Все применяемые методы можно разделить на механические, физико-химические, химические и биохимические. Механические методы применяются для очистки сточных вод от грубодисперсных примесей (например, отстаивание, процеживание и фильтрация, центробежное фильтрование). Физико-химические методы применяют для очистки сточных вод от мелкодисперсных примесей, от минеральных и органических примесей (например, коагуляция, флокуляция, ионный обмен, сорбция, осмос, экстракция и др.). К химическим методам относят нейтрализацию, окисление и восстановление, реагентные методы очистки, применяемые для удаления ионов тяжелых металлов. Биохимический метод применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, нитритов, аммиака) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности – органические вещества для микроорганизмов являются источником углерода.

Использование физико-химических методов имеет ряд преимуществ.

1.Возможность удаления из сточных вод токсичных, биохимически не окисляемых органических загрязнений.

2.Достижение более глубокой и стабильной степени очистки по сравнению с механической.

3. Меньшие размеры сооружений (по сравнению с механической очисткой).

4. Меньшая чувствительность к изменениям нагрузок.

5. Возможность полной автоматизации.

6.Более глубокая изученность кинетики процессов, происходящих при физико-химической очистке, а также вопросов моделирования, математического описания и оптимизации, что важно для правильного выбора и расчета аппаратуры.

7.Методы не связаны с контролем за деятельностью живых микроорганизмов в отличие от биохимической очистки.

8. Возможность рекуперации различных веществ.

Принцип работы центробежных циклонов. Конструкции циклонов

Преимущества: отсутствие движущихся частиц в аппарате;надежное функционирование при высоких температурах газов; возможность улавливания абразивных материалов;пыль улавливается в сухом виде;гидравлическое сопротивление аппаратов практически не изменяется во время работы, что важно при выборе вентиляционного оборудования;технологически просты в изготовлении; рост запыленности газов не приводит к снижению фракционной эффективности очистки.

Циклоны различают по способу подачи очищаемого газа в аппарат: подача газа в аппарат по спирали; тангенциальная подача газа; винтообразная; подача газа через «розетку» с возвратом газа; подача газа через «розетку» с прямоточным выходом.

Конструктивно также различают: цилиндрические и конические; групповые;батарейные. Групповые циклоны применяются для очистки газов больших объемов, а также с целью повышения степени очистки. Батарейные циклоны применяются для очистки дымовых газов тепловых электростанций, промышленных котельных, сжигающих твердое топливо.

Принцип действия и устройство циклонов

Запыленный газовый поток вводится в верхнюю часть корпуса циклона, представляющего собой цилиндр (диаметр D ), заканчивающийся в нижней части конусом. Патрубок входа газа в циклон прямоугольной формы – обязательно располагают по касательной к окружности цилиндрической части циклона. Газы выходят из аппарата через круглую трубу (диаметр d ), расположенную по оси циклона. После входа в циклон газы движутся сверху вниз, вращаясь сначала в кольцевом пространстве между наружной цилиндрической поверхностью циклона и центральной выходной трубой, а затем и в основном корпусе циклона, образуя внешний вращающийся вихрь. При этом развиваются центробежные силы, под воздействием которых частицы пыли, взвешенные во вращающемся газовом потоке, отбрасываются к стенкам корпуса циклона как цилиндрической, так и конической его части. На этой стадии процесс осаждения пыли осуществляется за счет центробежных сил.

На второй стадии у конической стенки циклона на газовый поток начинает сказываться перепад давления между входным и выходным патрубками циклона, сжимающее усилие которого значительно превышает центробежные силы. Концентрация частиц в газовом потоке достигает предельную нагрузку. В итоге происходит выделение частиц пыли из основного потока и их дальнейшее осаждение за счет вторичного пристенного вихря, который увлекает за собой основную часть пыли в бункер. Очищенный основной газовый поток, освобожденный от пыли, за счет перепада давления начинает поворачиваться и двигаться вверх к выходной трубе, образуя внутренний вращающийся вихрь.

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.

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.