Общие сведения о циклонах
Другой, весьма важной характеристикой циклона, является его стойкость к абразивному износу, которая определяет долговечность работы аппарата. Абразивный износ возникает вследствие концентрации частиц у стенок циклона и динамического воздействия частиц со стенками.
Исследования характера износа различных элементов циклона показывают, что наибольший износ наблюдается в верхней части корпуса циклона на участке входа запыленного газа в циклон и внизу конической части циклона. Интенсивность абразивного износа циклонов в зависимости от конкретных условий эксплуатации может достигать 12-20 мм в год.
Циклоны пылеуловители
(рис. 1) состоят из вертикального цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем 2 и крышкой 3. Запыленный газ поступает тангенциально со значительной скоростью (20–30 м/с) через патрубок 4 прямоугольного сечения в верхнюю часть корпуса циклона. В корпусе поток запыленного газа движется вниз по спирали вдоль внутренней поверхности стенок циклона. При таком вращательном движении частицы пыли, как более тяжелые, перемещаются в направлении действия центробежной силы быстрее, чем частицы газа, концентрируются в слоях газа, примыкающих к стенкам аппарата, и переносятся потоком в пылесборник 5. Здесь пыль оседает, а очищенный газ, продолжая вращаться по спирали, поднимается к верху и удаляется через выхлопную трубу 6.
Движение частиц пыли в циклоне обусловлено в основном вращательным движением потока газа по направлению к пылесборнику (влияние сил тяжести частиц имеет в данном случае значительно меньшее значение). Поэтому циклоны можно устанавливать не только вертикально, но также наклонно или горизонтально.
Фиктивная скорость очищаемого газа (в м/с) в цилиндрической части циклона может быть определена по формуле
где ρ – плотность газа, кг/м3.
Для широко распространенных циклонов НИИОгаз отношение Δр/ρ равно 500 – 750 м2/с2. Значение коэффициента гидравлического сопротивления ζп , отнесенного к wn, принимают, согласно опытным данным, после чего определяют диаметр D цилиндрической части циклона по уравнению расхода. Остальные размеры аппарата находят по значению D.
Степень очистки газов определяют по нормалям и номограммам, составленным на основе опытных данных, в зависимости от фракционного состава пыли и ее плотности, начальной запыленности газов, допускаемого гидравлического сопротивления и т. д.
Циклоны из углеродистой стали (нормализованные) применяются для очистки газов, имеющих температуру не более 673 К (400 °С). Газы с более высокими температурами очищают в циклонах, изготовленных из жаропрочных материалов; в этих случаях корпус циклона часто футеруют изнутри термостойкими материалами (шамотным кирпичом, огнеупорными плитками и др.).
Наиболее низкая температура газов, поступающих на очистку в циклон, должна быть не менее чем на 15–20 оС выше их точки росы, чтобы не происходили конденсация паров влаги и образование шлама, что вызывает резкое ухудшение очистки.
Как известно, степень очистки газа в циклонах зависит от величины фактора разделения Кр = w2/rg. Из этого выражения видно, что степень очистки газа в циклонах может быть повышена либо путем уменьшения радиуса вращения потока запыленного газа, либо путем увеличения скорости газа. Однако повышение скорости газа вызывает значительное возрастание гидравлического сопротивления циклона и увеличение турбулентности газового потока, ухудшающей очистку газа от пыли. Уменьшение радиуса циклона приводит к снижению его производительности. Поэтому часто для очистки больших количеств запыленных газов вместо циклона большого диаметра применяют несколько циклонных элементов значительно меньшего диаметра (их монтируют в одном корпусе). Такие циклоны называются батарейными циклонами
Интересное из раздела
Экономическая роль государства
Проблема соотношения рыночных сил и государственного регулирования всегда была одним из принципиальных вопросов рыночной экономики, который неизменно на протяжении сотен лет вызывал споры среди по ...
Экология Туймазинского района Республики Башкортостан
На всех стадиях своего
развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как
появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в
природу резко усилило ...
Экологическое состояние города Уфы
Признаком устойчивой экологической
системы является стабильность определённых характеристик. Так, например,
экологически устойчивая система Земля имеет постоянную массу и постоянную
среднюю ...
