Гравитационные, инерционные и центробежные пылеуловители

В пылеосадительных камерах отделение частиц пыли от воздуха происходит под действием сил тяжести, когда скорость движения воздуха в камере значительно уменьшается за счет увеличения поперечного сечения камеры по сравнению с поперечным сечением воздуховода.

Несмотря на различные конструктивные усовершенствования, эффективность пылеулавливания осадительных камер не превышает 50...60%, а занимаемое ими пространство непропорционально велико. Поэтому в настоящее время они применяются редко, в основном в качестве предколлекторов для других, более эффективных пылеуловителей.

Наиболее распространенные конструкции инерционных пылеуловителей показаны на

рис. 36.

Рис. 36. Инерционные пылеуловители

При резком изменении направления движения газового потока частицы пыли под воздействием сил инерции стремятся двигаться в прежнем направлении и после поворота газов попадают в бункер.

Аэродинамическое сопротивление аппаратов 150...390 Па. Эффективность улавливания частиц размером 25...30 мкм составляет 65...80%.

К инерционным аппаратам относятся и жалюзийные пылеуловители. Эти аппараты имеют жалюзийную решетку, состоящую из рядов пластин или колец. Очищаемый газ, проходя через решетку, делает резкие повороты (рис. 37). Пылевые частицы по инерции стремятся сохранить первоначальное направление, и наиболее крупные из них отделяются от газового потока. Этому же способствуют их удары о наклонные плоскости решетки, от которых они отражаются и отскакивают. Часть газа с высокой концентрацией пыли направляется на дальнейшую очистку, например, в циклон.

Аэродинамическое сопротивление данных аппаратов 100...500 Па.

Рис. 37. Жалюзийный пылеуловитель

Циклоны - наиболее распространенные в промышленности аппараты. Они имеют следующие достоинства:

1) надежность работы при температурах газов до 500 ⁰С;

2) возможность улавливания абразивных материалов (после предварительной футеровки внутренних поверхностей керамическими плитками);

3) улавливание пыли в сухом виде;

4) постоянное во времени аэродинамическое сопротивление аппарата (в сравнении с фильтрами);

5) успешная работа при высоких давлениях газов;

6) простота изготовления;

7) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности входящих газов.

К недостаткам циклонов можно отнести следующие:

1) высокое аэродинамическое сопротивление: 1200...1500 Па;

2) плохое улавливание частиц размером менее 5 мкм;

3) невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

Принцип работы циклона объясним по рисунку 38.

Очищенный газ

Запыленный газ

Пыль

Рис. 38. Циклон

Газ вращается внутри циклона, двигаясь сверху вниз, а затем движется снизу вверх. Частицы пыли отбрасываются центробежной силой к стенке. Обычно центробежное ускорение в циклонах в несколько сот, а то и в тысячу раз больше ускорения силы тяжести, поэтому даже весьма маленькие частицы пыли не в состоянии следовать за газом, а движутся к стенке.

Эффективность улавливания частиц пыли в циклоне пропорциональна отношению скорости газа к диаметру циклона в степени 1/2:

h»(V_г/d_ц)^1/2

Из формулы видно, что, чем меньше d_ц, тем выше может быть эффективность работы циклона. Оптимальное соотношение высоты циклона Н к его диаметру:

Н/d_ц = 2...3

При больших расходах очищаемых газов используют групповую компоновку аппаратов (групповые циклоны). Это позволяет не увеличивать диаметр циклона, что положительно сказывается на эффективности очистки.

Батарейные циклоны - объединение большого числа малых циклонов в группу (мультициклоны). Малые диаметры циклонов способствуют повышению эффективности очистки всей системы в целом. Расчет циклонных аппаратов проводят последовательными приближениями по методикам, изложенным в справочной литературе.

Очистка газов от пыли в динамических пылеуловителях осуществляется за счет центробежных сил и сил Кориолиса, возникающих при вращении рабочего колеса тягового устройства. Наиболее распространенным является дымосос-пылеуловитель ДП (рис. 39).

ДП предназначен для улавливания частиц пыли размером более 15 мкм.

Запыленный поток поступает в улитку и приобретает криволинейное движение. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к периферии и вместе с 8-10% газа отводятся в циклон, соединенный с улиткой. Очищенный газовый поток из циклона возвращается в центральную часть улитки.

Все очищенные газы через направляющий аппарат поступают в рабочее колесо ДП, а затем через кожух выбросов - в дымовую трубу.

Основным недостатком ДП является относительно быстрый износ улитки и элементов контура рециркуляции газа при работе на абразивных пылях.

Аэродинамическое сопротивление динамических пылеуловителей 800...1000 Па.

Рис. 39. Дымосос-пылеуловитель:

1 – улитка, 2 – циклон

Основным отличием вихревых пылеуловителей от циклонов является наличие вспомогательного закручивающего газового потока (рис. 40).

Запыленный газовый поток закручивается лопаточным завихрителем и движется вверх, подвергаясь при этом воздействию струй вторичного газа, вытекающих из тангенциально расположенных сопел. Под действием центробежных сил частицы отбрасываются к периферии, а оттуда в спиральный поток вторичного газа, направляющий их вниз, в кольцевое межтрубное пространство. Кольцевое пространство вокруг входного патрубка оснащено подпорной шайбой, обеспечивающей безвозвратный спуск пыли в бункер.

В качестве вторичного газа может быть использован атмосферный воздух, часть очищенного газа или запыленные газы. Наиболее выгодно использование запыленных газов. Оптимальный расход вторичных газов составляет 30...35% от первичного.