Принцип действия центробежных пылеуловителей (циклонов). Устройство циклонов различного назначения.

Циклонные аппараты благодаря дешевизне, простоте устройства и обслуживания, сравнительно небольшому сопротивлению и высокой производительности, являются наиболее распространенным типом сухого механического пылеуловителя.

а – конструкции НИИОгаза; б – конструкции ЛИОТ ; в – конструкции СИОТ Рисунок – Основные типы циклонов

Принципиально циклон работает по следующей схеме. Газы, направляющиеся в аппарат, поступают в цилиндрическую часть циклона и совершают движение по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускаются по наружной спирали, затем поднимаются по внутренней спирали и выходят через выхлопную трубу. Обычно в циклонах центробежное ускорение в несколько сот, а то и в тысячу раз больше ускорения силы тяжести. Поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за линиями тока газов и под влиянием центробежной силы выносятся из кривой движения газов по направлению к стенке.

Циклонные пылеуловители имеют следующие преимущества:

1. отсутствие движущихся частей в аппарате;

2. надежное функционирование при температурах газов вплоть до 500 °С без каких-либо конструктивных изменений (если предусматривается применение более высоких температур, то аппараты можно изготовлять из специальных материалов;

3. возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями;

4. пыль улавливается в сухом виде;

5. гидравлическое сопротивление аппаратов почти постоянно;

6. аппараты успешно работают при высоких давлениях газов;

7. пылеуловители весьма просты в изготовлении;

8. рост запыленности газов не приводит к снижению фракционной эффективности очистки.

Устройство и подбор пористых фильтров. Электрофильтры.

Фильтрованием принято называть процесс разделения аэ­розолей при помощи фильтровальных перегородок, пропускающих газ, но задерживающих твердые частицы.

Пылеулавливание – процесс разделения фаз «твердые частицы - газ». Он осуществляется в фильтре, разделенном пористой перегородкой на две камеры - запыленного и очищенного газа. В качестве пористых перегородок могут быть использованы волокнистые тканые и нетканые материалы, насыпной слой и жесткие пористые материалы.

Э ффективность осаждения частиц в начальный период работы фильтра (когда ткань или зернистый слой еще чистые) - невелика из-за относительно крупных пор в фильтрующей перегородке. Осаждение происходит за счет непосредственного касания частиц пыли волокон (нитей) или зерен фильтрующей перегородки, действия сил инерции, диффузии и электростатичес-кого притяжения. В этот период на лобовой поверхности пористого слоя образуются островки пыли, которые в волокнистых фильтрах постепенно смыкаются в сплошной, но еще тонкий слой. В принципе такой слой становится непроницаемым для вновь набегающих на пористую перегородку частиц, и теоретически эффективность фильтра должна быть равной 100%.

Однако абсолютная эффективность работы в рукавных фильтрах не достигается по двум основным причинам: вследствие микровибрации фильтрующего материала и вследствие образования трещин и пустот в пылевом слое при регенерации. Эти причины обуславливают проникновение пыли в зону очищенного газа в режиме фильтрования.

Постоянное изменение гидравлического сопротивления — одна из особенностей аппаратов фильтрующего типа.

Электрофильтры явля­ются одними из распространенных, а иногда незаменимых аппаратов для очистки промышленных газов от твердых и жидких загрязняющих веществ, выделяющихся при различных технологических процессах, преж­де всего больших объемов газа – порядка сотен тысяч и миллионов ку­бических метров газа в час.

М етод электрической очистки газа в электро­фильтрах от взвешенных в нем частиц мелкодисперсной пыли и жидкости основан на явлении ионизации газовых молекул в электрическом поле высокого напряжения. Частицы получают заряд от ионов газа и осаждаются на электродах электрического фильтра, а очищенный газ выводится из аппарата.

Установка состоит из собственно электрофильтра, в ко­тором газ очищается от взвешенных в нем частиц, и питающего электроагрегата, предназначенного для подачи тока высокого напряжения на электроды электрофильтра. Цепь электроагрегата включает рубильник 1, предохранители 2, регулятор напряже­ния 3, трансформатор 4, повышающий напряжение сети 220 или 380 В до 50…110 кВ, выпрямителя 5, а также аппаратуру авто­матики, контроля, сигнализации и блокировки.

При помощи кабеля или шин высокое напряжение подается на электроды электрофильтра. В создаваемом при этом неодно­родном электрическом поле вокруг отрицательного центрального электрода 9, называемого коронирующим, введенного в корпус электрофильтра через изолятор 6 и натянутого грузом 10, возни­кает коронный разряд. Получившие от коронирующего электрода отрицательный заряд частицы пыли двигаются к положительному (осадительному) электроду 7, которым являются стенки электро­фильтра, соединенному с положительным контактом выпрямителя и заземлением 8.

К числу преиму­ществ электрофильтра относятся:

• высокая степень очистки, достигающая 99 %;

• низкие энергетические затраты на улавливание частиц, состоящие из потерь энергии на преодоление газодинамического сопротив­ления аппарата, не превышающего 150…200 Па, т. е. минимальные по сравнению с другими газоочистными аппаратами, и затрат энергии – обычно 0,3…1,8 МДж (0,1…0,5 кВт·ч) на 1000 м³ газа;

• возможность улавливания частиц размером 100…0,1 мкм и менее, при этом кон­центрация взвешенных частиц в газах может колебаться от долей до 50 г/м³ и более, а их температура может превышать 500 °С.

• Электрофильтры могут работать под давлением и разрежением, а также в усло­виях воздействия различных агрессивных сред. Современные электрогазоочистные установки возможно полностью автоматизировать.

К недостаткам электрофильтров относится:

• высокая металлоемкость и громоздкость электрофильтров,

• значительные капитальные затраты.

• высокая чувствитель­ность процесса электрической фильтрации газов к отклонениям от за­данных параметров технологического режима, а также к незначитель­ным механическим дефектам в активной зоне аппарата.