Схема работы возвратно-поточного циклона

Представлена на рисунке:
1-коническая часть корпуса;
2-цилиндрическая часть корпуса;
3-винтообразная крышка;
4-камера очищенного газа;
хз5-патрубок входа запыленного газа;
6-выхлопная труба;
7-бункер.

Принцип действия циклона заключается в следующем: поток запыленного газа поступает в корпус циклона закрученным, вследствие чего на частицы пыли действует центробежная сила, отбрасывающая их к стенке, вдоль которой они движутся по спирали вниз в пылевой бункер. Газовый поток по мере движения сверху вниз частично меняет свое направление, поступая в осевую зону циклона. Часть газового потока снизу поворачивает вверх, частицы пыли вследствие своей инерционности этого сделать не успевают и попадают в бункер.

При выборе и эксплуатации циклонов необходимо учитывать, что пылевой бункер циклона аэродинамически связан с процессом улавливания пыли. Он является неотъемлемой частью циклона. Изменять рекомендованные размеры и конструкцию бункера нежелательно, так как можно заметно снизить эффективность очистки.

Цилиндрические циклоны отличаются высокой производительностью, конические – высокой эффективностью очистки, но и большим гидравлическим сопротивлением. У конических циклонов по мере служения корпуса газовый поток закручивается более интенсивно, вследствие чего сепарация частиц пыли к стенке аппарата увеличивается.

Одним из важных достоинств циклонов является возможность их применения при повышенных температурах. Такая необходимость достаточно часто встречается в технологических установках металлургических, химических и других производств.

Для повышения производительности при сохранении приемлемой эффективности пылеулавливания применяют групповые и батарейные циклоны. Группы циклонов-это параллельно соединенные циклоны, имеющие общие коллектор запыленного газа и пылевой бункер.

При небольших капитальных затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80% ÷ 90% от частиц пыли более 10 мкм. В основном их рекомендуется использовать для предварительной очистки газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например, тканевыми фильтрами и электрофильтрами). В ряде случаев достигаемая эффективность циклонов оказывается достаточной для выброса газов или воздуха в атмосферу.

Эффективность очистки газа в циклоне определяется дисперсным составом и плотностью частиц улавливаемой пыли, а также вязкостью газа, зависящего от его температуры.

Тип циклона выбирают исходя из требуемой эффективности очистки с учетом гидравлических потерь, металлоемкости и габаритных размеров аппарата. Типоразмер циклонов выбирают исходя из производительности с учетом оптимальной скорости в цилиндрической части циклона (или циклонного элемента). При этом необходимо учитывать: наличие подсосов в элементах и стыках аспирационных и технологических системах, а также в циклонах и бункерах; возможно отклонение расчетных параметров от фактических; температурное колебание и прочие факторы, влияющие на производительность системы. Т.е. не рекомендуется принимать крайнее значение расходных характеристик.

При улавливании взрывоопасных пылей применяются циклоны с повышеннными скоростями движения пылегазового потока. Разработаны специальные конструкции циклонов ЦП-2 и ЦН-15 во взрывобезопасном исполнении. Газовый тракт циклона не должен иметь горизонтальных участков, на которых могла бы оседать взрывоопасная пыль. Наиболее опасным местом отложения пыли и возникновения взрыва является бункер циклона. Бункер должен оборудоваться взрывными клапанами. Для снижения вероятности взрыва иногда, вместо бункера, применяется система отсоса уловленной пыли, непосредственно от циклонов. При установке циклонов, особенно работающих на пожаровзрывоопасных пылях следует предусматривать заземление.

Прямоточные циклоны

Пылеуловителей для отделения крупных, вызывающих аброзивный износ частиц золы и пыли, устанавливаемых перед эффективными, но чувствительными к износу аппаратами. Если в дисперсном составе улавливаемой пыли благодаря тем или иным особенностям технологического процесса содержание мелких частиц не велико, то прямоточные циклоны могут быть использованы в качестве самостоятельных пылеуловителей.

Возвратно-поточные циклоны

Прямоточные циклоны

Возникли вопросы, нужен просчет стоимости – заполните форму ниже

Методы расчета циклонов

Рассчитать циклон для улавливания пыли. Объем пыльного воздуха Q=12000 м3/ч, объемный вес пыли y₂=2600 кг/м3, входная скорость воздуха в циклон равна 16 м/с. Вес отдельных фракций пыли в процентах от общего веса следующий: при размерах пылинок до 3u весовое отношение фракции пыли составит 1,8 %; до 5u – 4,4 %; до 5u – 5,8 %; до 11u – 6,2 %; до 15u – 10%; выше 15u – 71,8%. Степень очистки циклона должна составлять около 90 %. Скорость в выхлопной трубе циклона обычно принимается равной 6 м/сек, поэтому площадь выхлопной трубы

f_вых=12000/ 3600 * 6 = 0,555 м²

откуда ее диаметр D₁=840мм, следовательно R₁=420 мм.

Площадь трубы, подводящей пыльный воздух к циклону, определится из условия

f=12000 / 3600 * 16 = 0.209 м²

откуда её диаметр d=165мм.

Перед самым входом в циклон круглое сечение подводящей трубы переходит в прямоугольное, при этом отношение высоты этого сечения к ширине обычно принимается равным 1,5, поэтому

f= 0.209 = ab = 1.5 bb

откуда а = 560 мм, b = 370 мм.

Наружный радиус циклона

R₂ = R₁ + b = 420 + 370 = 790 мм

Средний радиус циклона

R₀= (420 + 790)/2 = 605 мм

Средняя окружная скорость воздух в циклоне бывает меньше скорости в нагнетательной трубе перед циклоном. На основании практических данных принимают

w = v= 16 = 11.4 м/сек.

1,4 1,4

В этом случае угловая скорость вращения частицы в средней части циклона, вокруг оси, будет равна

Q_в.о. = 11,4 / 0,605 = 18,85 1/сек

При обычной температуре воздуха поступающего в циклон, t = 15⁰ С, y₁= 1.226 кг/м³кинематическая вязкость воздуха l= 14,4 * 10^-6 м²/сек.

Объемный вес пылинок по условию задачи равен y₂=2600 кг/м3, степень очистки воздуха должна быть не менее 90 %. При данной степени очистки в циклоне должны осаждаться все пылинки, имеющие диаметр более 10u = 1*10^{-5 м.}

Подставляя все полученные величины в уравнение (9), получим время, в течение которого частица пыли с минимальным диаметром и наиболее невыгодно расположенная, т.е. находящаяся у внутренней стенки циклона, дойдет до наружной его стенки

t = 18*14.4*10¹⁰*1.226 ln 790

10⁶* 18.85²* 2600 420

или

t = 3.42 ln 1.88 = 3.42 lg 1.88 = 2 сек.

При окружной скорости w = 11,4 м/сек длина пути невыгодно расположенной пылинки

l_путь= wt = 11.4 * 2 = 22.8 м

Средняя длина пути каждого витка приближенно может быть принята равной длине средней окружности

2nR₀ = 2*3.14*0.605 = 3.8 м

Тогда необходимое число витков

N = 22.8/3.8 = 6

Высота каждого витка может быт принята равной высоте прямоугольного канала перед входом в циклон, поэтому высота в цилиндрической части циклона

H = an = 0.56 * 6 =3.36 м

Принимая 15% запаса, получим окончательно

Н = 1,15* 3,36 = 3,9 м

Диаметр d₃ отверстия для удаления осажденной пыли в циклоне принимается около 250 мм.

Коническая часть циклона принимается с углом между его образующими в 30 – 40 ⁰;выбирая среднее значение a=35⁰, высоту конической части получим из условия

H₂= (d₂/2 – d₃/2) ctg a/2 = (790 – 125) ctg 17.5⁰ = 2100 мм = 2,1 м

Выхлопная туба опускается до начала конической части. В верхней части выхлопной трубы устраивается колпак для защиты от атмосферных осадков.

Циклоны

Методы расчета циклонов

Related Post

ВентиляцияВентиляция

ПереходыПереходы

ФланцыФланцы