Cyklonowy odpylacz

Kiedy strumień powietrza się obraca, cząsteczki kurzu w strumieniu powietrza zostaną oddzielone od strumienia powietrza za pomocą siły odśrodkowej. Technologia wykorzystująca siłę odśrodkową do usuwania pyłu nazywana jest technologią odśrodkowego usuwania pyłu. Sprzęt wykorzystujący siłę odśrodkową do usuwania pyłu nazywany jest cyklonowym odpylaczem.

Po wejściu cyklonowego odpylacza do urządzenia w kierunku stycznym, cząsteczki pyłu oddzielają się od gazu pod wpływem siły odśrodkowej, aby osiągnąć cel oczyszczania gazów spalinowych. Przepływ powietrza w odpylaczu cyklonowym musi wielokrotnie się obracać, a prędkość liniowa obrotu strumienia powietrza jest również bardzo duża, więc siła odśrodkowa działająca na cząstki w wirującym strumieniu powietrza jest znacznie większa niż grawitacja. W przypadku odpylaczy cyklonowych o małej średnicy i dużym oporze siła odśrodkowa może być nawet 2500 razy większa niż grawitacja. W przypadku odpylaczy cyklonowych o dużej średnicy i niskim oporze siła odśrodkowa jest ponad 5 razy większa niż grawitacja. Gaz zapylony podczas procesu rotacji generuje siłę odśrodkową, wyrzucając w kierunku ściany cząstki pyłu o gęstości względnej większej niż gęstość gazu. Gdy cząstki pyłu zetkną się ze ścianą, tracą promieniową siłę bezwładności i opadają wzdłuż ściany pod wpływem pędu i grawitacji skierowanej w dół, po czym dostają się do rury odprowadzającej popiół. Kiedy obracający się i opadający wirujący gaz zewnętrzny dociera do stożka, przesuwa się on bliżej środka odpylacza w wyniku skurczu stożka. Zgodnie z zasadą stałego „momentu obrotowego” prędkość styczna jest stale zwiększana, a siła odśrodkowa działająca na cząstki pyłu jest stale wzmacniana. Gdy przepływ powietrza osiągnie określone położenie na dolnym końcu stożka, zaczyna się od środka cyklonu w tym samym kierunku obrotu, odwraca się od dołu do góry i kontynuuje przepływ spiralny, to znaczy wewnętrzny wirujący przepływ powietrza. Oczyszczony gaz jest odprowadzany z rury przez rurę wydechową, z której usuwana jest również część niezatrzymanych cząstek pyłu.

Wydajność odpylacza cyklonowego obejmuje trzy parametry techniczne (przepływ gazu technologicznego Q, stratę ciśnienia △Þ i skuteczność usuwania pyłu η) oraz trzy wskaźniki ekonomiczne (koszty inwestycji w infrastrukturę i zarządzania eksploatacją, powierzchnia i żywotność). Czynniki te należy w pełni uwzględnić podczas przeglądu i wyboru odpylaczy cyklonowych. Idealny odpylacz cyklonowy musi spełniać technicznie wymagania produkcji procesowej i ochrony środowiska w zakresie stężenia pyłu gazowego, które jest najbardziej ekonomiczne. W konkretnym projekcie i wyborze formy należy połączyć rzeczywistą produkcję (zawartość pyłu gazowego, charakter pyłu, skład wielkości cząstek), odwołać się do praktycznego doświadczenia i zaawansowanej technologii podobnych fabryk w kraju i za granicą oraz kompleksowo rozważyć związek między trzema wskaźnikami wydajności technicznej. Na przykład, gdy stężenie pyłu jest wysokie, o ile pozwala na to moc, najważniejsza jest poprawa efektywności zbierania η. W przypadku pyłu gruboziarnistego z dużymi oddzielonymi cząstkami nie jest konieczne stosowanie wysokowydajnego odpylacza cyklonowego, aby uniknąć dużych strat energii kinetycznej.

Odpylacz cyklonowy składa się z rury wlotowej, rury wydechowej, cylindra, stożka i zbiornika na popiół. Odpylacz cyklonowy ma prostą konstrukcję, jest łatwy w produkcji, instalacji, konserwacji i zarządzaniu, a także charakteryzuje się niskimi kosztami inwestycji i eksploatacji sprzętu. Jest szeroko stosowany do oddzielania cząstek stałych i ciekłych od strumienia powietrza lub do oddzielania cząstek stałych od cieczy. W normalnych warunkach pracy siła odśrodkowa działająca na cząstki jest od 5 do 2500 razy większa od siły ciężkości, zatem wydajność cyklonowego odpylacza jest znacznie wyższa niż grawitacyjnej komory sedymentacyjnej. W oparciu o tę zasadę z sukcesem opracowano cyklonowe urządzenie odpylające o skuteczności odpylania przekraczającej 80%. Spośród odpylaczy mechanicznych najbardziej efektywny jest odpylacz cyklonowy. Nadaje się do usuwania nielepkiego i niewłóknistego pyłu, stosowany głównie do usuwania cząstek powyżej 5 μm. Równoległy wielorurowy odpylacz cyklonowy ma również skuteczność usuwania pyłu na poziomie 80-85% dla cząstek o wielkości 3 μm. Odpylacz cyklonowy wykonany jest ze specjalnych materiałów metalowych lub ceramicznych, odpornych na wysoką temperaturę, ścieranie i korozję i może pracować w temperaturze do 1000°C i ciśnieniu do 500×105Pa. Pod względem technologii i ekonomii zakres kontroli strat ciśnienia w odpylaczu cyklonowym wynosi zazwyczaj 500 ~ 2000 Pa. Należy zatem do odpylaczy średniosprawnych i może być stosowany do oczyszczania gazów spalinowych o wysokiej temperaturze. Jest to odpylacz szeroko stosowany, stosowany głównie do odpylania spalin kotłowych, odpylania wielostopniowego oraz odpylania wstępnego. Jego główną wadą jest niska skuteczność usuwania drobnych cząstek pyłu (<5μm).