Циклонные пылеуловители в системах очистки воздуха на современных промышленных предприятиях

Производственная деятельность большинства промышленных предприятий сопровождается загрязнением воздуха рабочей зоны производственных помещений мельчайшими твердыми частицами, называемыми промышленной или производственной пылью.

Очистка воздуха от промышленной пыли на предприятиях входит в число важнейших мероприятий по охране труда и поддержанию экологической чистоты окружающей обстановки:

• в части охраны труда – обеспечение санитарно-гигиенических нормативов ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны;
• в части охраны окружающей экологии – обеспечение чистоты вентиляционных выбросов в атмосферу за счет применения пылеулавливающего оборудования и системы пылеочистки предприятия, не допускающих попадания производственной пыли в окружающую среду.

Наибольшее распространение в производственных системах пылеочистки получили циклонные пылеуловители, применяемые для снижения уровня запыленности воздуха и удаления его из производственных помещений на деревообрабатывающих предприятиях, заводах ЖБИ и металлоконструкций, предприятиях химической и других отраслей.

У нас вы можете приобрести циклонные пылеулавливатели следующих моделей:

• ЦИКЛОНЫ ЦН-11
• ЦИКЛОНЫ ЦН-15
• ЦИКЛОНЫ ОЭКДМ
• ЦИКЛОНЫ ЦОК
• ЦИКЛОНЫ СДК-ЦН-33
• ЦИКЛОНЫ УЦ-38

Принцип работы циклонных пылеуловителей

Циклонные пылеуловители, чаще называемые просто циклонами, относятся к категории механических инерционных осадителей, в которых частицы пыли, взвешенные в воздухе, осаждаются на внутренних стенках циклона под действием силы инерции (центробежной силы), возникающей при тангенциальном вводе воздушного потока в камеру пылеулавливающего устройства. Для технической реализации инерционного осаждения пыли в циклоне используется конструктивное решение, являющееся базовым для всех многочисленных конструкций. Классический вариант циклона-пылеуловителя представлен следующими конструктивными элементами:

• поз. 1 – бункер-пылесборник;
• поз. 2 – коническое днище циклона;
• поз. 3 – цилиндрическая обечайка корпуса циклона;
• поз. 4 – тангенциальный патрубок для ввода запыленного воздуха;
• поз. 5 – крышка циклона;
• поз. 6 – патрубок для вывода очищенного воздуха;
• поз. 7 – центральная выхлопная труба.

Корпус циклона собран из цилиндрической обечайки (поз. 3), конического днища (поз. 2) и крышки (поз. 5). Днищу (поз. 2) и бункеру-пылесборнику (поз. 1) придается коническая либо пирамидальная форма. Тем самым обеспечивается полноценный сбор осажденной пыли в пылесборнике и последующая ее выгрузка по мере заполнения бункера. Нормальная работа циклона будет обеспечена только при герметичном бункере, иначе пыль с потоками уходящего воздуха будет просачиваться через верхние выходные каналы.

Тангенциальный патрубок (поз. 4), называемый также тангенциальным вводом, необходим для направления входящего воздушного потока по образующей поверхности цилиндрической обечайки корпуса (поз. 3).

Это важно! Тангенциальным (от лат. tangens – касающийся) принято называть направление по касательной к формообразующей кривой пространственного тела. В случае цилиндрической формы корпуса циклона тангенциальный патрубок приваривают таким образом, чтобы направление движения входящего воздушного потока соответствовало направлению касательной к образующей цилиндра, то есть, к окружности. При тангенциальном вводе поток воздуха вместе с частицами пыли приобретает винтообразное движение вокруг центральной выхлопной трубы, направленное вниз вдоль конического днища к бункеру-пылесборнику.

Размеры и геометрические формы базовых конструктивных элементов различных модификаций циклонов могут существенно различаться. Некоторые модели циклонов оснащаются улитками, звездочками, розетками и другими специфическими устройствами для подкрутки очищаемого воздуха.

Принцип инерционной сепарации, используемый в работе циклона, состоит в следующем.

1. Поток запыленного воздуха подается в корпус циклона через тангенциальный патрубок (поз. 4) по касательной к его цилиндрической обечайке (поз. 3).
2. В циклоне формируется вращательно-поступательное движение воздушного потока, в процессе которого на частицы пыли начинает воздействовать центробежная сила.
3. Под воздействием центробежной силы пылевидные частицы выбрасываются из воздушной массы к стенкам циклона, прижимаются к их поверхности, оседают на них и стекают вниз в пылесборник.

Обратите внимание! Величина центробежной силы при вращении в циклоне определяется по формуле:

F = m*( Vtang )2 /R, где m – масса частицы пыли, Vtang - тангенциальная составляющая скорости движения входящего воздушного потока; R – радиус цилиндрической обечайки циклона.

Для типичных условий эксплуатации циклонов, когда Vtang = 15 м/с и R = 60 см (диаметр циклона составляет 1,2 м), величина центробежной силы F почти в 39 (!) раз превышает силу тяжести, которая «тянет» пылинку вниз. В отдельных конструкциях циклонов ее значение в сотни раз превышает показатель силы тяжести. Поэтому центробежная сила резко увеличивает интенсивность осаждения пыли в камере циклона.

4. Очищенный от пыли воздушный поток по центральной выхлопной трубе (поз. 7) выводится через патрубок (поз. 6) из циклона в атмосферу.

Преимущества и недостатки циклонов

Циклонные агрегаты отличаются следующими достоинствами:

• простой конструкцией, не имеющей движущихся частей;
• несложной технологией изготовления, обеспечивающей повышенную ремонтопригодность;
• невысокой стоимостью по сравнению с другими типами пылеосадителей;
• высокой надежностью, длительным ресурсом безаварийной работы при очистке газовых сред, не содержащих взвешенные абразивные частицы;
• типовые модели циклонов допускают эксплуатацию при температуре до 500 град. Ц без внесения конструктивных изменений;
• сравнительно малым энергопотреблением в сравнении с другими устройствами пылеочистки;
• при покрытии активных поверхностей износостойкими материалами циклоны можно использовать для осаждения абразивной пыли;
• высокую производительность и эффективность;
• при повышении концентрации пыли фракционная эффективность циклона не снижается;
• возможность использования для очистки агрессивных газов и газовых смесей.

К недостаткам циклонных пылеуловителей относят следующие факторы:

• высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1500 Па;
• небольшой ресурс работы при очистке сред с абразивной пылью;
• низкую эффективность при улавливании частиц размерами менее 5 мкм;
• невозможность использования для улавливания слипающей пыли.

Эффективность циклонов

Эффективность работы циклонов характеризуется степенью очистки, показывающей в процентном выражении количество осевшей пыли в сравнении с содержанием пыли в поступающем воздухе. Для наиболее распространенных циклонов типа ЦН эффективность очистки достигает следующих показателей:

• до 99,5% - для частиц условного диаметра 20 мкм;
• до 95% - для частиц диаметром 10 мкм;
• 83% - для малых частиц диаметром 5 мкм.

Заключение

Применение циклонных пылеуловителей существенно снижает уровень профессиональных заболеваний работников предприятий и повышает надежность работы используемого оборудования. Установка циклонов способствует минимализации потерь сырья за счет рециклинга осажденной пыли и сохраняет чистоту экологии окружающей среды.