Принцип действия и общие сведения

Выделение частиц пыли из газового потока происходит за счет центробежных сил, возникающих при вращении запыленного потока в циклоне и при изменении направления потока при выходе в выхлопную трубу. Вращение потоку сообщается путем ввода его в аппарат с большой скоростью либо через улиточный вход, либо по касательной к стенке корпуса или с помощью закручивающего устройства. Корпус бывает либо цилиндрическим с конической нижней частью, либо полностью коническим. Пыль, выделяемая при вращении потока на стенки корпуса, далее выводится в бункер через пыле-выпускное отверстие в суженном конце конической части, а очищенный газ выходит через выхлопную трубу, концентрически установленную в корпусе.

В настоящее время эксплуатируются циклоны различных конструкций: ЛИОТ, НИИСТО, СИОТ, однако предпочтение отдают цикло­нам конструкции НИИОгаза (рис. 2.4), которые более совершенны и способны с достаточной эффективностью улавливать частицы пыли размером более 10 мкм.

В зависимости от объема очищаемого газа циклоны устанавлива­ют либо по одному (одиночные циклоны), либо объединяют в группы по 2, 4, 6, 8 (реже по 14) элементов (групповые циклоны).

Рис. 5.4. Циклоны: а - простые; б - батарейные. На входе в аппарат: 1 - запыленный газ; на выходе из аппарата: 2 - очищенный газ; 3 - пыль

Особый вид циклонов - батарейные (рис. 5.5, б), представляющие собой набор смонтированных в общем корпусе циклонных элементов небольшого диаметра (примерно до 250 мм), при этом в корпусе размещаются общий для всех элементов распределительный коллектор запыленного газа, а также и общий собирающий коллектор очищенного газа. Такие батареи лучше улавливают пыль, чем обычные циклоны; они могут работать с переменной нагрузкой, при выключении и включении отдельных элементов батареи.

Одиночные и групповые циклоны изготовляют с «левым» и «правым» вращением газового потока, причем «правым» считается вращение потока в циклоне по часовой стрелке (со стороны выхлопной трубы). Направление вращения выбирают, исходя из компоновочных соображений.

Эффективность очистки в циклоне (в среднем 70-80 %) определяется крупностью улавливаемых частиц, т.е. дисперсным составом пыли и их плотностью, а также вязкостью очищаемого газа; кроме того, она зависит от диаметра циклона и скорости газа (с уменьшением скорости подачи газа в циклон эффективность очистки резко снижается).

Эффективность циклонов также падает при наличии подсосов, в частности, через бункер.

Как уже отмечалось, наибольшее распространение получили ци­клоны конструкции НИИОгаза: циклоны типов ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У и ЦН-24, которые отличаются один от другого углом наклона входного патрубка (цифры обозначают угол его наклона к горизонтали, перпендикулярной оси циклона). Они имеют удлиненную цилиндри­ческую часть; отношение диаметра выхлопной трубы d к диаметру циклона D составляет 0,59. Циклон типа ЦН-15У (укороченный) характеризуется меньшей высотой. Наиболее эффективным является циклон типа ЦН-11, однако для него характерно наибольшее гидравлическое сопротивление.

Циклон типа ЦН-24 отличается от циклонов других типов высокой пропускной способностью и небольшой степенью очистки газа. Поэтому его используют для грубой очистки газа от пыли в качестве первой ступени перед наиболее эффективными аппаратами (рукавными фильтрами, электрофильтрами и др.).

Наибольшее распространение для очистки газа с высокой концентрацией мелкой пыли, а также для улавливания пыли, склонной к слипанию, получили циклоны типа ЦН-15. Для них характерны низкие технико-экономические показатели; их используют при отсутствии в месте установки достаточных габаритов по высоте.

Циклоны типа ЦН склонны к истиранию стенок пылью, поэтому для очистки газов от абразивной пыли их не применяют. В этом случае рекомендуют использовать конические циклоны типа СДК-ЦН-33 и 34, которые различаются по высоте, длине конической части, имеют спиральный входной патрубок и малое отношение диаметров выхлопной трубы к корпусу циклонов - соответственно 0,33 и 0,34. Эти циклоны работают с достаточной эффективностью при небольшой скорости газового потока и поэтому меньше подвержены истиранию пылью. Кроме того, циклон СДК-ЦН-33 является высокоэффективным аппаратом для очистки газа от пыли размером более 10 мкм. Однако вследствие больших размеров его использование возможно при наличии достаточных габаритов помещения по высоте. При ограниченных габаритах рекомендуют применять циклоны СК-ЦН-34, которые работают эффективно, но обладают более высоким гидравлическим сопротивлением.