Циклон (пылеуловитель)

Циклон (пылеуловитель)

Циклон — воздухоочиститель, используемый в промышленности, а также в некоторых моделях пылесосов для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный (с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители составляют наиболее массовую группу среди всех видов пылеулавливающей аппаратуры и применяются во всех отраслях промышленности.

Собранная пыль может быть в дальнейшем переработана (см. рекуперация (обработка сырья)).

Воздухоочистители циклонного типа также применяются на транспорте, например, на грузовых автомобилях МАЗ, КАМАЗ предварительная очистка воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания происходит в «циклоне», затем полная очистка производится в инерционно-масляном или сухом воздушном фильтре.

Содержание

• 1 Принцип действия
• 2 Конструкция
• 3 Эффективность
• 4 Достоинства и недостатки
• 5 См. также
• 6 Ссылки

Принцип действия [ править | править код ]

Принцип действия простейшего противоточного циклона (см. схему) таков: поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

Конструкция [ править | править код ]

Существует огромное разнообразие типов циклонов. Кроме описанного выше противоточного циклона существуют и менее распространённые прямоточные. Противоточные циклоны различаются размерами, соотношением цилиндрической и конической частей, а также относительной высотой (то есть отношением высоты к диаметру) цилиндрической части. Чем больше относительная высота, тем меньше коэффициент гидравлического сопротивления и разрежение в бункере (меньше вероятность подсоса пыли в аппарат), но меньше степень очистки. Оптимальной является относительная высота 1,6 что соответствует принципу «золотое сечение».

Эффективность [ править | править код ]

Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). Для распространённых циклонов типа ЦН степень очистки может достигать:

для частиц с условным диаметром 20 микрон	99,5 %
для частиц с условным диаметром 10 микрон	95 %
для частиц с условным диаметром 5 микрон	83 %

Для новейших центробежных пылеуловителей типа ЦКО — Центробежная камера очистки степень очистки может достигать:

для частиц с условным диаметром от 0,5 микрон

99,9 %

C увеличением диаметра циклона степень очистки уменьшается, однако для циклонов типа ЦКО при увеличении диаметра степень очистки повышается, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Возможно также применить электростатический фильтр, который, напротив, эффективен именно для малых частиц.

Достоинства и недостатки [ править | править код ]

Циклоны просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей. Достоинством является низкое и постоянное гидравлическое сопротивление, из за отсутствия сменных фильтров и картриджей. Недостатками являются невозможность улавливания пыли с малым размером частиц и небольшая долговечность (особенно при очистке газов от пыли с высокими абразивными свойствами).

Работа на заводе Holcim (Rus) города Коломны

Стоит сразу отметить, что предприятие является лидером в сфере цементной промышленности и образцовым по многим показателям. А, следовательно, имеет высокий уровень не только производства, но и техники безопасности. Швейцарская точность и требовательность во всем! Такое престижное сотрудничество и доверие, оказанное компании «Альппром», обязывало наших специалистов показать достойный уровень работ, а также строго соблюдать все правила, установленные на заводе Holcim (Rus).

LafargeHolcim

Очистка декарбонизатора

Отбивка перфоратором

Конструкция

Так как приходилось трудиться в сложных и нестандартных условиях, наша компания разработала и изготовила уникальную конструкцию, позволяющую альпинистам удерживаться у стен, чтобы их не отбрасывало во время работы. Это помогло успешно очистить от цементного налёта декарбонизатор (высота — 75 м, диаметр — 8.2 м) и циклонный теплообменник (высота — 15 м, диаметр — 6.3 м). Снаружи они имеют металлическое покрытие, а внутри обложены шамотным кирпичом — огнеупорный материал, используемый для строительства печей.

Приступая к работе, сотрудники надевали полнолицевую маску. Воздушные фильтры необходимо было менять практически каждые два часа — большое количество пыли не только ухудшало видимость, но и сильно загрязняло воздух. Отбивали толстый слой цементного налёта перфораторами. Иногда из-за интенсивной нагрузки инструмент выходил из строя и нуждался в замене. Но, несмотря на эти трудности, все вопросы решались оперативно, и никаких простоев не было.

Бригада работала слаженно, чётко и профессионально. При необходимости трудились и в ночное время. Одна смена составляла шесть часов. За рабочую смену наши сотрудники отбивали от 10 до 30 тонн цемента, нагоревшего на стенах. Общее количество дней, потраченных на очистку, — 20. Нам удалось справиться с поставленной задачей намного лучше наших коллег, которые выполняли эту же работу до нас. Поэтому руководство завода Holcim (Rus) осталось довольно сотрудничеством с компанией «Альппром».

Каждый объект — декарбонизатор, циклонный теплообменник и «штаны» — относится к той или иной степени риска. Это отмечено на карте оценки рисков и позволяет заранее предотвратить все опасности. Для выполнения высотных работ на таких объектах требуется много разрешительных документов, лицензия, наряд-допуск общий и внутренний, который выдаётся ежедневно. Сложная система безопасности требует ответственного подхода.

По правилам техники безопасности, каждый работник должен носить СИЗ — систему индивидуальной защиты: перчатки, очки, обувь с металлическими носами, каску и сигнальный костюм. Передвигаться по опасной территории предприятия разрешается исключительно по специальным дорожкам. Нарушение этих требований грозит большими штрафами — от 10 000 руб. А за работу в нетрезвом состоянии сотрудник получает пожизненную дисквалификацию и денежное взыскание в размере 50 000 руб.

За все время пребывания на территории завода Holcim (Rus) ни один из наших сотрудников не нарушил установленные правила. Мы показали высокий уровень как в работе, так и в дисциплине, в очередной раз подтвердив, что компания ООО «Альппром» — надёжный партнёр!

Очистка воздуха и газов от цементной пыли, проектирование аппаратов пылегазоочистки

Проблема и задача очистки воздуха от цементной пыли

Заказчик поставил задачу разработать систему очистки воздуха от цементной пыли на растворо-бетонном узле (РБУ) завода железобетонных изделий. Сильное пыление в ходе производственного процесса мешало персоналу находиться в рабочей зоне. Пылевая концентрация составляла 5600 мг/м 3 . Требовалось обеспечить запыленность ниже 25 мг. на кубический метр.

Основная сложность, возникающая в процессе пылеудаления – «схватывание» цемента в зоне первоначального его контакта с водой.

Установка аппарата пылегазоочистки

Учитывая высокую начальную запыленность, приняли решение использовать трехступенчатую систему газоочистки.

Согласно технологической схеме раскрошенный Портландский камень пневмотранспортом по трубопроводам Ду 150 и 100 мм подается в циклон, где первоначально отделяется от воздушного потока. Затем оставшаяся часть цемента с воздухом (5.6 г/м 3 ) поступает в инерционный пылеуловитель. Здесь осуществляется процесс «сухой» нейтрализации (1-я ступень) до содержания взвеси в рабочей зоне 2.293 г. на кубометр.

Воздушный поток в дальнейшем поступает в фильтрационный пылеуловитель ШВ-8, где подвергается «сухой» очистке до концентрации равной 600 миллиграмм на кубический метр (2 ступень).

С 1-й и 2-й ступеней системы уловленный цемент собирается в бункере.

Поток с содержанием загрязняющей взвеси до 600 миллиграммов/м 3 поступает в скруббер ШВ-2,5. Здесь выполняется очистка от нежелательной фракции жидкостным промыванием. После этой ступени остаточное содержание пыли равно 20,7 мг/м 3 . Чтобы предотвратить оседание улавливаемых компонентов в отстойнике, туда подается воздух для барботажа воды.

Для предотвращения «схватывания» каменной пыли в скруббере ШВ-2,5 в зоне контакта с водой установлены специальная форсунка и участок контроля входа.

Экономичность и эффективность пылеудалающей установки

После замеров выбросов мы установили, что содержание цемента снизились с 5600 до 20,7 миллиграммов на кубометр благодаря внедрению технологии, как и требовалось в техническом задании.

Итого эффективность работы установки газоочистки составляет 99,6 %.

Описанный метод не только эффективен, но и экономически выгоден. Вся уловленная цементная пыль и загрязненная вода используются впоследствии для приготовления бетонного раствора. С точки зрения экологии данная технология относится к безотходным производствам.

Более подробно про систему данного назначения Вы можете прочитать по ссылке. Если вас заинтересовал скруббер ШВ, купить его можете здесь.

Технологическая схема комплекса

1 — циклон; 2 — фильтрационный пылеуловитель; 3 — аппарат мокрого действия ШВ; 4 — вентилятор; 5 — циркуляционный насос; 6, 7, 11, 12, 16, 17, 18, 19, 20, 21 — запорно-регулирующая арматура; 8 — ороситель; 9 — устройство предотвращения налипания цемента на стенки труб; 10 — иллюминаторные окна; 13 — отстойник; 14 — бункер цемента; 15 — труба слива уловленной капельной жидкости.

Проектирование аппаратов пылегазоочистки, изготовление, продажа, доставка и монтаж

Если Вас интересуют аппараты для очистки воздуха от пыли, Вы попали по адресу. Помимо привлекательной цены, доступной для предприятий любого масштаба, мы предлагаем индивидуальное проектирование установок, учитывающее специфику Ваших площадей, ориентацию и производительность агрегатов, которой будет необходимо и достаточно для обеспечения требуемой степени пылеудаления.

Мы быстро изготовим и бережно доставим аппаратный комплекс по России и СНГ. Смонтируем и проведем пусконаладочные работы. Обучим Ваш персонал. Все оборудование поставляется с необходимой технической и патентной документацией, сертификатами, паспортами.

12.4. Разгрузители, пылеуловители, фильтры

Очистку отработанного запыленного воздуха осуществляют по одноступенчатой или многоступенчатой схеме. При одноступенчатой схеме применяют тканевые фильтры, которые могут работать при избыточном давлении или с вакуумированием.

Обычно одноступенчатая очистка применяется при подаче материаловоздушной смеси с высокими концентрациями – загрузке транспортных цистерн, контейнеров, подаче материала аэрожелобами. При концентрации аэросмеси 80-100 кг/куб. м основную массу материала и воздуха предварительно разделяют в специальных емкостях-разгрузителях. В их конструкции предусмотрен плавный ввод потока в нижнюю часть и выход запыленного воздуха вверх. Разгрузитель устанавливают на крыше бункера или силоса склада.

Качество разгрузителя определяется его геометрическими размерами, скоростью и характером ввода аэросмеси. Ввод может быть радиальным, осевым или касательным.

При концентрации аэросмеси менее 80 кг/м3 запыленный отработанный воздух очищают после разгрузителя в одном или нескольких циклонах, устанавливаемых последовательно или параллельно.

Для окончательной очистки воздух из циклонов поступает в тканевый фильтр. Выброс воздуха из циклонов непосредственно в атмосферу запрещен, так как он еще содержит значительное количество пыли.

Наиболее широко используют в пневмотранспортных установках центробежные разгрузители (рис. 12.6).

Рис. 12.6. Центробежный разгрузитель (а) и схема установки разгрузителя с циклонами (б)

Транспортный трубопровод подводят в верхнюю часть цилиндрического корпуса по касательной, вследствие чего материаловоздушная смесь перемещается внутри циклона по спирали. Материал, теряя скорость, опускается в конусную часть разгрузителя, из которого удаляется специальным, непрерывно действующим затвором. Поток воздуха выходит через центральную трубу циклона-разгрузителя.

Для полного отделения материала вслед за разгрузителем устанавливают циклоны (рис. 12.6, б).

Эффективность улавливания тончайших частиц материала в циклоне повышается с уменьшением его диаметра, однако это уменьшение снижает производительность. Для обеспечения требуемой производительности при эффективном улавливании пыли циклоны небольшого диаметра соединяют в батарею. Батарейный циклон, состоящий из двух-шести элементов, обеспечивает коэффициент осаждения пыли, равный 0,76-0,85 при входной скорости 11-23 м/с.

Вторичную очистку воздуха от пыли осуществляют в рукавных фильтрах, коэффициент отделения которых равен 99,9%. Фильтры подбирают, исходя из удельной нагрузки на ткань рукава. Расчетная поверхность фильтрующей ткани:

где – количество воздуха, поступающего в фильтр с учетом подсосов в циклонах-отделителях, куб.м/с;
– удельная нагрузка, куб.м/(кв.м·с) фильтрующей ткани.

Рукава периодически встряхивают механическим или пневматическим способом для удаления с них избыточного слоя пыли. В качестве фильтровальной ткани используют как натуральные, так и синтетические материалы. Для пневмотранспортных установок наиболее эффективны шерстяные фильтры, так как они имеют большую пропускную способность.

На предприятиях цементной промышленности, механизированных и автоматизированных складах цемента широко используют фильтры СМЦ-166Б, СМЦ-101А и СМЦ-169.

Фильтр СМЦ-166Б (рис. 12.7) состоит из корпуса 2, разделенного на две камеры; коллекторов 1 и 6; фильтровальных рукавов 3 с подвесными устройствами; клапанов 4; затвора 5; электрооборудования и контрольных приборов. В зависимости от требуемой площади фильтрующей поверхности фильтры можно группировать в сборки. Они состоят из одного и более (но не более четырех) фильтров в одном ряду.

Рис. 12.7. Фильтр СМЦ-166Б.
а, в – схема сборок фильтра; б – схема фильтра
1 – коллектор; 2 – корпус; 3 – рукав; 4 – клапан; 5 – затвор; 6 – коллектор; 7 – блок; 8 – заслонка;
9 – бункер; 10 – вентиль мембранный; 11 – сопло; 12 – блок

В строительной индустрии широко используется в системах аспирации кассетный фильтр ТЖ-563 (рис. 12.8).

Рис. 12.8. Фильтр кассетный ТЖ-563.
1 – фильтр влагоотделителя; 2 – вентилятор; 3 – корпус; 4 – пульт управления; 5 – кассеты

Рукавные фильтры ФР-20 (рис. 12.9) предназначены для установки на силосные емкости. Площадь фильтрации – 20 кв.м при производительности по воздуху 1900 куб.м/ч; регенерация ткани фильтров осуществляется вибрацией.

Рис. 12.9. Фильтр рукавный ФР-20

Во всасывающих пневмотранспортных установках используют фильтры типа Г4-1БФМ и Г4-ЗБФМ (рис. 12.10), а также типа РЦИ.

Рис. 12.10. Вертикальный рукавный фильтр типа Г4

• чем больше площадь фильтрующей поверхности, тем большее время он может работать до регенерации;
• площади фильтров в значительной мере зависят от методов очистки;
• критерием качества работы фильтра является его фильтрующая способность и максимальное сопротивление проходу воздуха при неочищенном состоянии.

[/raw]

Метод очистки фильтра определяет характер его применения. Ниже рассмотрены основные методы очистки и конструктивные устройства фильтров. Для очистки используют обратный воздушный поток – впуск атмосферного воздуха через фильтры в обратном направлении. Этот метод широко применяют во всасывающих системах, работающих при большом разрежении.

В системах, работающих под низким вакуумом, для этой же цели используют ввод сжатого воздуха, подачу которого регулируют специальными электромагнитными вентилями, срабатывающими по заданной программе или приводными воздухораспределителями, установленными на подающей линии.

Широко распространенным эффективным методом очистки фильтров является сочетание обратного потока воздуха с колебательным движением фильтрующего блока. Во время очистки блока фильтров специальная воздушная заслонка изолирует его от всасывающей линии. Реверс пиная воздушная заслонка, соединенная с отключенной заслонкой всасывающей линии, открывает проход небольшому количеству воздуха в обратном направлении. После окончания чистки фильтра реверсивная воздушная заслонка закрывается, а основная заслонка переключает секцию на всасывающую линию. Этот процесс повторяется для каждой секции фильтра. Длительность процесса очистки регулируется программным реле.

В случае применения для очистки фильтров только вибрации (без обратного потока воздуха) очищаемая секция полностью изолируется от основного потока. Длительность процесса вибрации и периодичность очистки фильтров регулируют реле времени. Западногерманская фирма Beth изготовляет пылевые фильтры различных конструкций, которые очищаются методом обратной продувки или вибрацией. Фильтры сконструированы по системе унифицированных элементов, обеспечивающей сборку из одних и тех же узлов как отдельных фильтров, так и крупных фильтрующих агрегатов. Рукавные фильтрующие элементы закрепляют на специальных фильтровых платформах, оснащенных вибрационными механизмами с централизованной смазкой. Вибрационная фильтровая платформа допускает применение рукавов из стекловолокна. В этих конструкциях обычно сочетают дна метода очистки фильтров: потоком обратно направленного воздуха при одновременном действии встряхивающего механизма. Отдельные секции очищают поочередно. Фильтры используют для отделения пыли любого рода, размеры частиц которой обычно не превышают 5 мкм. Общий коэффициент пылеулавливания достигает 98-99%. Область применения фильтров распространяется как на холодные газы и воздух, так и на агрессивные газы при наивысшей температуре. Фильтры наготавливают в виде бесшовных рукавов различных размеров из тканей.

Рис. 12.11. Фильтр модели
MVRP фирмы Butter.
а – рабочий режим; б – очистка фильтра

Швейцарская фирма Butter выпускает диффузионные фильтры моделей PGFB и MVRP для очистки воздуха от пыли в строительной, химической промышленности и других отраслях. Фильтры очищают продувочным воздухом под низким давлением. Высокая интенсивность очистки каждого фильтра достигается благодаря пульсирующему поступлению продувочного воздуха. В электрическом управлении системой продувки используют транзисторы, что обеспечивает высокую точность работы и минимум технического обслуживания. Из-за отсутствия движущихся деталей фильтры изнашиваются незначительно. Рукавные фильтры (рис. 12.11) монтируют на специальных каркасах, которые легко установить в корпусе и закрепить с помощью быстродействующих зажимов.

Запыленный воздух подводят в верхнюю часть корпуса через патрубок, расположенный по касательной к корпусу. Пыль выдается шлюзовым затвором, расположенным под конусной частью корпуса. В верхней части корпуса смонтирована камера с механизмом очистки фильтров. Через нагнетательные форсунки и трубы. Внутри продувочный воздух под низким давлением поступает поочередно в каждый фильтр. Благодаря такой конструкции обеспечивается поступление воздуха с большой скоростью, что способствует интенсивной очистке фильтров. Продувочный воздух к форсункам подается через вентили, управляемые электромагнитами.

Необходимая мощность привода для фильтров типа MVRP фирмы Buller зависит от фильтруемого материала и расположения фильтров и составляет 0,37–4 кВт.

Рукавные фильтры в пневмотранспортных установках могут монтироваться как в непосредственной близости от места приема аэросмеси, так и в отдалении от него, если фильтр обеспечен отсосом воздуха. Например, на складах цемента фильтр часто устанавливают внизу, а с крыши силоса к фильтру опускают трубопровод запыленного воздуха. При такой схеме удобно обслуживать фильтр – нет необходимости подниматься на верхнюю галерею склада.

Для улучшения работы фильтров и осадителей применяют разные их комбинации. Например, в камеру разгрузителя встраивают циклон или совмещают ее с рукавным фильтром. В последнем случае при встряхивании рукавов материал ссыпается непосредственно в загружаемую емкость.