Для эффективной очистки воздуха, жидкостей, газов от различных примесей в промышленности требуется специальное оборудование. Оно позволяет создать оптимальные условия для производства и безопасности персонала.
Циклонный пылеуловитель подразумевает небольшие капитальные затраты и эксплуатационные расходы. По сравнению с другими фильтрами, он меньше подвержен забиваемости и абразивному износу. В зависимости от отрасли оборудование обладает специфическими требованиями. Устройство очищает воздух и другие среды, защищает сотрудников от воздействия загрязнений. Его применение способствует улучшению производственных процессов, экономии времени и упрощению управлением отходами на предприятии. Рассмотрим в статье, как работает оборудование, его виды, а также особенности выбора.
Содержание
Принцип действия
Принцип функционирования оборудования определяется его конструкцией. Основные компоненты циклонного фильтра:
- корпус из металла образует рабочую камеру, верхняя часть которой выполнена в форме цилиндра, нижняя — конуса;
- входной газовый патрубок — устанавливается на цилиндрической части и направляет поток внутрь, оснащается спиральным элементом, например, улиткой или лепестковой розеткой, чтобы входящий поток ушел в закручивание;
- выхлопная труба (выходной патрубок), расположенная внутри и предназначенная для очищенного воздуха, — частично погружена в центр цилиндрической части (у агрегатов, предназначенных для размещения на улице, труба оснащается флюгарками, зонтами или колпаками);
- отдел в виде бункера, который позволяет собирать и удерживать пыль, на нем крепятся цилиндрическая и коническая части (бункер может быть различной формы — пирамиды, куба, трапеции, а чтобы было удобнее извлекать его из-под устройства, он может оснащаться колесами, салазками — для выдвижения секции с пылью, а также автовыгружной системой.
1 - входной патрубок,
2 - выходной патрубок,
3 - конический бункер,
4 - кольцевая щель,
5 - днище головки,
6 - кривошипные каналы,
7 - рециркуляционные щели,
8 - сепарционная камера.
Агрегаты могут быть закрытого и открытого типа. Различие между ними в отсутствии нижней сборной камеры. Простота конструкции обеспечивает ее надежность. Отсутствует сложное механическое оборудование, а сепарация частиц осуществляется под воздействием центробежной, инерционной сил, силы тяжести, электрического взаимодействия.
Установка работает следующим образом:
- Через входной патрубок поступает пылевая смесь в цилиндр агрегата и движется вниз по наружной спирали.
- Твердые частицы, в том числе и весьма маленькие, отделяются из-за центробежной силы и перемещаются по стенкам вниз, попадая в конус.
- Собранная смесь пыли направляется вдоль стенки по спирали в бункер.
- Очищенный воздух движется сверху вниз и частично меняет направление, поступая в осевую часть агрегата, а далее – в воздуховод.
На эффективности работы циклона сказываются его размеры. Высокие показатели очистки достигаются, если диаметр циклона и патрубка минимален. Кроме того, фильтрующие элементы могут быть различных разновидностей:
- ячейковые — на металлической раме располагаются ячейки, которые могут заполняться различным фильтрующим материалом, например, модифицированным полиуретановым эластомером, сеткой из металла или стекловолокном;
- тканевые — наиболее распространены рукавные приспособления, изготовленные в основном из полиэфира, поскольку он отличается низкой стоимостью, при этом прочен и износостоек;
- волокнистые — фильтрующий слой образован из равномерно распределенных тонких волокон различных материалов, что позволяет улавливать мелкодисперсную и особо мелкодисперсную пыль.
Иногда используются электрические фильтры. Их особенность — установка токоподводящих пластин внутри патрубка для подачи воздуха. Таким образом, очищение производится не только под действием центробежных сил, но и электрического взаимодействия.
Чертеж
Схематические изображения устройства отличаются в зависимости от производителя. В проектном чертеже конструкции указываются реальные размеры и расположение каждой детали. В целом они все похожи друг на друга.
Разновидности циклонных пылеуловителей
Особенности оборудования зависят от его типа. Отличия заключаются в принципе работы и конструкции. Выделяют несколько типов устройств, рассмотрим каждый подробнее.
Мультициклонный (батарейный)
Аппарат объединяет в одной рабочей камере несколько циклонных пылеуловителей, что позволяет очищать большие объемы газа. При общем подводе и отводе газа отдельные циклоны включаются параллельно. Повышенная производительность достигается за счет винтов или розеток.
Устройство функционирует как и обычный циклонный сепаратор, то есть по следующему принципу:
- Газ подаётся в группу рабочих камер. Их может быть от нескольких до сотен штук. Все они закрываются единым кожухом.
- На впускных патрубках каждого циклона имеется улитка или винтовая розетка с повернутыми под определенным углом лопатками, которые закручивают поток газа.
- Поступающий объем газа фильтруется за счет инерции: частицы по стенкам каждого циклона спускаются по спирали в общий пылевой бункер.
- Очищенный газ в нижней части циклона создает противоток, поднимается вверх и выбрасывается через выходные патрубки.
- Выгрузка осадка происходит в основном автоматически. Процесс может быть непрерывным за счёт шнекового питателя. Если механический партикулят выгружается через клапан сброса, то транспортное средство — кузов или тележка — могут сразу транспортировать его дальше.
В мультициклонный пылеуловителях обеспечивается высокая эффективность работы, благодаря удлинению цилиндроконического корпуса и его малому диаметру. Обычный параметр не превышает более 30 см.
Центробежный
Работа циклона основана на центробежной силе, которая возникает при вращении газового потока внутри корпуса или в результате движения самого устройства. Газ вводится тангенциально — по касательной к окружности. Частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются на стенки корпуса и выпадают из общего потока в бункер. Очищенный газ продолжает вращаться, создает противоток (поворачивается на 180°) и выходит через выхлопную трубу. Циклон может быть расположен наклонно или даже в горизонтальном положении, потому что решающий фактор в очищении – это не сила тяжести, а аэродинамика.
Установка устойчива к работе в сложных условиях, например, если повышается температура или давление. Так, внутри может быть размещена огнеупорная плитка, а для изготовления выхлопной трубы использована жаропрочная сталь или керамика. Агрегаты востребованы при очищении газа от абразивных частиц.
Вихревой
В агрегате основной поток закручивается посредством лопаточного или соплового завихрителя. В первом случае газ подвергается еще одному закручиванию за счет вторичного газового потока лопатками наклонной конструкции. В сопловом завихрителе сопла расположены тангенциально. Таким образом, запыленный поток используется в качестве вторичного газа, что повышает производительность системы.
Гравитационный (пылеусадочный)
Очищают газы от крупных фракций под действием силы тяжести. Мелкодисперсная пыль обладает малой удельной массой, поэтому очень летучая и не будет оседать. Загрязненный поток подается в камеру, за счет конструкции его скорость резко снижается. Под собственной силой тяжести частицы осаждаются. Типы камер могут быть прямоточными, потолочными или лабиринтными.
Ротационный
Механизм включает рабочее колесо и пылеприемник — кожух. Загрязненный поток приводится в движение за счет ротора. Частицы отделяются из потока за счет центробежной силы и силы Кориолиса. В процессе работы, в зависимости от конструкции, может быть использован спиральный корпус или вращаться перфорированный барабан. В первом варианте газ движется вокруг колеса по спирали. Очищенный поток поступает в камеру за счёт разницы давлений. Козырьки предотвращают выпадение пыли. Вращающийся барабан, приводимый в работу электромотором, пропускает через себя газ, подлежащий очистке, пыль же оседает за его пределами.
Также аппараты могут оснащаться турбинами, которые позволяют сформировать центробежное поле.
Ротационные пылеуловители потребляют достаточно много энергии. Они эффективны для улавливания фракций размером более 10 мкм.
Радиальный
Принцип действия основан на гравитационной и инерционной силе. Установки не эффективны для очистки от мелкодисперсной пыли. Загрязненный поток идёт сверху, за счёт инерции он поворачивается на 180° за срезом входной трубы. Пыль осаждается, а очищенный газ выводится по патрубку.
Гидравлический
Аппарат функционирует за счет смешивания запыленного потока газа с жидкостью. Такие пылеуловители относят к мокрому типу. Посредством инерции и особенностей молекулярного движения фракции остаются на поверхности жидкости. Частицы увлажняются, утяжеляются и выносятся жидкой средой из аппарата, которая может быть представлена там в виде пленки, капель, пены или различных комбинаций, что определяет тип установки. Основные виды гидравлических пылеуловителей:
- скрубберы — полые и насадочные аппараты, в которых газ контактирует с жидкостью или каплями воды;
- насадочные — на опорных решетках крепятся насадки, поверхность которых удерживает частицы за счет предварительного смачивания;
- барботажные — загрязненный поток воздуха в виде пузырей проходит через слой жидкости;
- пенные — газ таким же образом проходит через жидкость, как и в барботажных устройствах, но с высокой скоростью, что позволяет улавливать до 98% фракций от 2 мкм.
Динамический
Очистка осуществляется посредством центробежной силы и силы Кориолиса, что обусловлено вращением рабочего колеса. Аппарат отличается от ротационного подводом на входе аппарата орошающей жидкости. Загрязненный поток соприкасается с жидкой средой с помощью ротора, который разбрызгивает и перемешивает жидкость или вращает газ.
Инерционный
Когда изменяется направление движения загрязненного потока, пыль под действием инерционной силы отклоняется от линии тока. Основные виды исполнения устройств:
- перед муфтой находится кольцевой зазор, в который вдувается воздух с вращательным движением, скорость этого потока в несколько раз выше очищаемого, движущегося по оси, когда оба потока соприкасаются, начинает действовать инерция;
- экранное — поток газа сталкивается с основой U-образного элемента и закручивается вдоль его кривой части, таким образом частицы отсеиваются и попадают в бункер;
- с боковой подачей газа — газ попадает вниз, а затем резко поднимается вверх, в результате чего тяжёлые фракции осаживаются.
Преимущества циклонных пылеуловителей
- Большой выбор моделей и конструкционных решений.
- Минимальные финансовые вложения.
- Простота монтажа и использования.
- Высокая эффективность — удаление до 99,9% загрязнений даже при их высокой концентрации и при агрессивных свойствах газа.
- Способность очищать газ от разной пыли, в том числе абразивной.
- Безопасность эксплуатации.
- Функционирование при разном температурном режиме и давлении.
- Износоустойчивость.
- Компактность.
- Легкое проведение сервисных работ и ремонтопригодность.
- Экономичность при потреблении электроэнергии по сравнению с другими аппаратами для пылеулавливания.
Как выбрать установку?
Для обеспечения эффективной очистки, необходимо учесть следующие параметры:
- состав пыли;
- ее плотность в взвешенном состоянии;
- размеры фракций;
- влажность;
- температуру окружающей среды;
- объем пылесборного бункера;
- уровень энергопотребления;
- метод очистки отходов.
В соответствии с указанными требованиями мы предлагаем решение и готовим проектную документацию. Обращайтесь в НТЦ НТЦ «Бакор» для разработки и производства энергоэффективного
фильтровального оборудования. Реализуем на заказ технологические решения для различных отраслей промышленности.
