химический каталог




ЦИКЛОНЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ЦИКЛОНЫ, устройства для отделения твердых частиц от газа; центробежные пылеуловители (см. Пылеулавливание), конструктивные элементы которых обеспечивают вращательное-поступат. движение газового потока.
Принципиально ЦИКЛОНЫ работает по следующей схеме (рис. 1). Обеспыливаемый газ поступает в образующую кольцевое пространство аппарата цилиндрич. часть, где движется по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускается по наружной спирали, затем поднимается по внутр. спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке ЦИКЛОНЫ и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в Ц. через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутр. вихрю.

Рис. 1. Схема течения газовых потоков в циклоне: 1, 4 - входной и отводящий патрубки; 2 - корпус; 3 - пылевой бункер.

Отделение частиц от попавшего в бункер газа происходит при перемене направления их движения на 180° под действием сил инерции. По мере движения данной части газа в сторону выхлопной трубы к ним присоединяются порции газа, не попавшего в бункер. Это не вызывает существ. увеличения выноса пыли в трубу, т. к. распределенное на довольно большом отрезке длины ЦИКЛОНЫ перетекание газа происходит со скоростью, недостаточной для противодействия движению частиц к периферии аппарата. Значительно большее влияние на полноту пылеулавливания оказывает движение газа в области пылеотводящего отверстия. Поэтому частицы чрезвычайно чувствительны к подсосам газа через бункер из-за увеличения объема потока, движущегося навстречу улавливаемой пыли. Отсюда видна важная роль бункера при осаждении частиц пыли в ЦИКЛОНЫ; использование таких аппаратов без бункеров или с бункерами уменьшенных размеров приводит к снижению эффективности пылеулавливания.
Конструкции ЦИКЛОНЫ весьма разнообразны. На рис. 2 представлены основные виды циклонных пылеуловителей. ЦИКЛОНЫ различаются по способу подвода газа, который может быть спиральным (рис. 2,а), тангенциальным, или обычным (рис.2,б), винтообразным (рис. 2,в) и осевым; Ц. с осевым (розеточным) подводом газа работает как с возвратом газа в верх. часть аппарата (рис. 2,г), так и без него (рис. 2,д). Аппараты последнего типа (так называемой прямоточные ЦИКЛОНЫ) отличаются низким гидравлич. сопротивлением и меньшей по сравнению с ЦИКЛОНЫ иных типов эффективностью пылеулавливания. Простота конструкции прямоточных ЦИКЛОНЫ облегчает нанесение на них футеровки, что позволяет применять эти аппараты для осаждения крупных абразивных частиц пыли.

Рис. 2. Основные виды циклонов: а - спиральный; б - тангенциальный; в -винтообразный; г - розеточный с возвратом газа; д - розеточный прямоточный.
Гидравлич. сопротивление ЦИКЛОНЫ(Па) рассчитывают по формуле:


где- коэффициент гидравлич. сопротивления; v - скорость газа в произвольном сечении, относительно которого вычислен (обычно определяют для наиболее сечения, характеризуемого диаметром D);- плотность газа.
Несмотря на кажущуюся простоту ЦИКЛОНЫ, протекающие в них гидродинамич. процессы достаточно сложны и не поддаются аналит. решению без ряда допущений. Поэтому в условиях преобладающей роли в ЦИКЛОНЫ центробежного механизма осаждения самый простой и надежный метод расчета эффективности работы ЦИКЛОНЫ базируется на применении критериальной зависимости:

где - критерий Стокса; dч и- диаметр и плотность частиц пыли;- динамич. вязкость газа. Из выражения (2) может быть получена общая формула:

где d50 - диаметр частиц, улавливаемых в ЦИКЛОНЫ с эффективностью= 0,5.
Фракционная эффективность пылеулавливания в ЦИКЛОНЫ подчиняется обычно логарифмически-нормальному закону распределения улавливаемых частиц по размерам. Поэтому отвечает интегралу вероятности, табличное значение которого находится в зависимости от величины

где lg и lg- дисперсии распределения частиц по размерам и фракционной эффективности пылеулавливания ; dM - так называемой медианный диаметр частиц пыли. В пром. практике ЦИКЛОНЫ принято разделять на высокоэффективные и высокопроизводительные. Аппараты первого типа требуют больших затрат на очистку газа; ЦИКЛОНЫ второго типа имеют небольшое гидравлич. сопротивление, но хуже улавливают мелкие частицы. Широкое применение находят ци-линдрич. и конич. ЦИКЛОНЫ НИИО-газ. Цилиндрич. аппараты отличаются удлиненной цилиндрич. частью и винтовым подводом газа; коэффициент относительно невысок (75-245). Конич. аппараты имеют длинную конич. часть, спиральный входной патрубок и малое отношение диаметров выхлопной трубы и корпуса (0,34 или 0,22), характеризуются высоким коэффициент (1150 или 1200). Цилиндрич. аппараты относятся к высокопроизводительным Ц. с диаметром не более 2 м, конические - к высокоэффективным с диаметром до 3 м.
Групповые ЦИКЛОНЫ При больших расходах очищаемого газа применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр ЦИКЛОНЫ, повышает эффективность пылеулавливания. Группа ЦИКЛОНЫ, составленная обычно из цилиндрич. аппаратов, имеет общие коллектор загрязненного газа, сборник очищенного газа и пылевой бункер. Отвод обеспыленного газа от ЦИКЛОНЫ группы осуществляют либо через спец. устройства (улитки), устанавливаемые на каждом аппарате и объединяемые общим коллектором, либо непосредственно через него. Использование улиток уменьшает общую высоту группы. При равной производительности цилиндрич. конич. аппараты отличаются большими габаритами и поэтому в групповом исполнении не применяются.
Батарейные ЦИКЛОНЫ (рис. 3). Из выражения (3) следует, что эффективность очистки газа в ЦИКЛОНЫ можно повысить путем увеличения скорости газа или уменьшения диаметра аппарата. Однако возрастание скорости связано со значительной увеличением гидравлич. сопротивления. Поэтому для повышения эффективности работы ЦИКЛОНЫ желательны уменьшение их диаметра и замена одного аппарата несколькими малого диаметра. Такой принцип положен в основу устройства батарейного ЦИКЛОНЫ (рис. 3,а). Последний состоит из многих (несколько десятков) параллельно работающих элементов (рис. 3,б) - ЦИКЛОНЫ небольшого диаметра, смонтированных в общем корпусе. Поступая в него, запыленный газ входит в газораспределит. камеру, ограниченную трубными решетками, в которых герметично укреплены циклонные элементы. Обеспыленный газ удаляется через выхлопные трубы элементов в общую камеру, а пыль собирается в конич. днище (пылесборнике).
Однако эффективность очистки в батарейном Ц., как правило, на 20-25% меньше той, которая может быть достигнута в эквивалентном по диаметру обычном ЦИКЛОНЫ Это объясняется перетоком газа из элементов с большим гидравлич. сопротивлением в элементы с меньшим сопротивлением.

Рис. 3. Батарейный циклон (а) и его элемент (б): 1 - корпус; 2, 4 - камеры газораспределительные и для обеспыленного газа; 3 - циклонные элементы; 5 - пылесборник.

Поэтому, а также из-за возможности образования отложений циклонные элементы должны иметь диаметр не менее 0,3 м. Каждый элемент отличается от обычного ЦИКЛОНЫ преимущественно способом ввода запыленного газа, который поступает в элемент не по касательной, а сверху через кольцевое пространство между корпусом и выхлопной трубой. В этом пространстве на входе газа в каждый элемент установлен направляющий аппарат (винт или розетка с наклонными лопатками), сообщающий потоку газа вращательное движение. В отличие от обычных батарейные ЦИКЛОНЫ сложнее в изготовлении, но имеют значительно меньшие габариты.
Благодаря невысокой стоимости, простоте устройства и обслуживания, сравнительно небольшому гидравлич. сопротивлению и высокой производительности ЦИКЛОНЫ являются наиболее распространенным типом сухих механические пылеуловителей.

Литература: Очистка промышленных газов от пыли, М., 1981; Справочник по пыле- и золоулавливанию, под ред. А. А. Русанова, 2 изд., М., 1983.

А. Ю. Вальдберг.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
400 alyf
стул промышленный
замена электродвигателя на фанкойле
стоимость ремонтных работ чиллеров

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.11.2017)