Циклонные и жалюзийные пылеуловители

Циклоны конструкции НИИО газа (цилиндрические и конические) получили широкое распространение. К цилиндрическим циклонам (см. рисунок 6.2) относятся циклоны типа ЦН-11, ЦН-15: ЦН-15У и ЦН-24. Характерными особенностями аппаратов этой группы являются: наличие удлиненной цилиндрической части; угол наклона крышки и входного патрубка равен соответственно 11, 15 и 24^о; отношение диаметра выхлопной трубы к диаметру циклона, равное 0,59. Циклон типа ЦН-15У имеет меньшую высоту.

К коническим циклонам (см. рисунок 6.3) относятся циклоны типа СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34 и СК-ЦН-22. Они характеризуются длинной конической частью, спиральным входным патрубком и малым отношением диаметров выхлопной трубы и корпуса циклонов.

Цилиндрические циклоны относятся к высокопроизводительным аппаратам, а конические циклоны - к высокоэффективным. Диаметр цилиндрических циклонов обычно не превышает 2000, а конических 3000 мм. С увеличением диаметра циклона при постоянной тангенциальной скорости потока центробежная сила, воздействующая на пылевые частицы, уменьшается, и эффективность пылеулавливания снижается.

Кроме того, установка одного высокопроизводительного циклона вызывает затруднения из-за его большой высоты. В связи с этим в технике пылеулав­ливания широкое применение нашли групповые и батарейные циклоны.

При определении гидравлического сопротивления групповых установок к коэффициенту сопротивления одиночного циклона, отнесенному к скорости воздушного потока в горизонтальном сечении корпуса, при круговой компоновке следует добавлять 60, при двухрядной с отводом очищенного газа через общую камеру 35, при двухрядной с отводом очищенного газа через улитки 28. Степень очистки в группе циклонов принимается равной степени очистки в одиночном циклоне, входящем в эту же группу, хотя экспериментально это не доказано. Есть некоторые основания полагать, что она несколько ниже, чем в одиночном циклоне.

Рисунок 6.2 - Цилиндрический циклон конструкции НИИО газа

Конические циклоны при равных производительностях с цилиндрическими отличаются от последних большими габаритами и поэтому обычно не применяются в групповом исполнении. Для подвода газа к отдельным циклонам при установке их в группу рекомендуется применять коллекторы. Обходные патрубки циклонов присоединяют к коллектору посредством фланцев. Коллектор выполняется из одного или нескольких патрубков, которые с одной стороны подсоединяются к циклонам, а с другой – заканчиваются общей камерой.

Отвод очищенного газа в циклонах может осуществляться несколькими способами: с помощью улитки, служащей для преобразования вращательного движения газов в поступательное, колена, общего сборника для группы циклонов или через выхлопную трубу. Сечения выходного отверстия улитки и входного патрубка циклонов следует выполнять одинаковыми.

Группа циклонов снабжается общим бункером для сбора пыли. Диаметр пылевыпускного отверстия бункера подбирают таким, чтобы выпуск уловленной пыли происходил без задержки, а размер фланца соответствовал размеру устанавливаемого под ним пылевого затвора. Угол наклона стенок бункера принимается большим, чем угол естественного откоса пыли; обычно он составляет 55—60°.

Рисунок 6.3 - Спирально-конический циклон ЦН

В группах циклоны компонуются в два ряда или имеют круговую компоновку в соответствии с рекомендациями. Для увеличения срока службы циклонов, подвергающихся абразивному износу, в местах наибольшего износа (в нижней части корпуса, во входной части улитки) рекомендуется приваривать дополнительные листы с наружной стороны стенок аппаратов. При необходимости обеспечить повышенную степень очистки (для более эффективного улавливания частиц размером 5—10 мкм) можно устанавливать аппараты типа ЦН-11 с углами наклона крышки и входного патрубка 11°.

Согласно ГОСТу для циклонов принят следующий ряд диаметров: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400 и 3000 мм. Для всех одиночных циклонов бункера выполняются цилиндрической формы. Диаметры бункеров принимаются: D _{бункера} = 1,5 D (для цилиндрического циклона); D _{бункера} = 1,1-1,2 D (для конического циклона). Высота цилиндрической части бункера принимается равной 0,8 D, днище бункера выполняется с углом стенок 60°. При отсутствии необходимой площади для размещения бункера разрешается уменьшение его до значения 0,8 D при обязательном сохранении расчетного объема.

Циклонные аппараты бывают в следующем исполнении: с бункером и подогревателем; с бункером без подогревателя.

Условное обозначение типоразмера циклона:

-СК - спиральный конический;

- ЦН - циклон конструкции НИИОгаза;

- БП - с бункером и подогревателем;

- Б - с бункером без подогревателя (при отсутствии Б или БП — без бункера и подогревателя);

- последнее число — диаметр цилиндрической части циклона (мм);

- П или Л — «правое» или «левое» вращение пылегазового потока.

Практическое решение задач наилучшего распределения газов, уноса, отвода уловленной пыли и т. д. при необходимости установки большого числа циклонов привело к созданию батарейного циклона. Последний представляет собой пылеулавливающий аппарат, составленный из большого числа параллельно включенных циклонных элементов, которые заключены в один корпус, и имеющий общий подвод и отвод газов, а также сборный бункер (см. рисунок 6.4).

В отличие от обычных циклонов сообщение газовому потоку вращательного движения, необходимого для выделения пыли, в элементах батарейного циклона достигается не подводом к ним газов по касательной, а установкой в каждом элементе направляющего аппарата в виде винта или розетки. В результате размеры батарейного циклона (в плане) меньше размеров обычных циклонов одинаковой производительности. Напри­мер, высота единичного высокоэффективного циклона типа ЦН-15 производительностью по газу 4600 м³/ч и диаметром 900 мм составляет 7600 мм (циклон, бункер и выхлопная труба); для тех же условий высота батарейного циклона 2400 мм.

Обеспыливаемый газ через входной патрубок 2 поступает в распределительную камеру 3, откуда он выходит в кольцевые зазоры между корпусами элементов 4 и выхлопными трубами 6. В зазорах установлены направляющие аппараты 5, закручивающие газовый поток таким образом, что создающаяся центробежная сила отбрасывает частицы пыли к стенкам корпусов элементов и пыль ссыпается через пылеотводящие отверстия 7 в сборный бункер 8. Очищенный газ через выхлопные трубы поступает в камеру 1. Для крепления корпусов элементов и выхлопных труб служат соответственно нижняя и верхняя трубные доски 10. Поступившая в бункер пыль отводится по течке 9, на которой установлены разгрузочные устройства, подающие пыль в систему пылетранспорта.

Рисунок 6.4 - Батарейный циклон

При сопоставлении технико-экономических показателей батарейных и обычных циклонов следует учитывать следующее:

- степень очистки газов в батарейных циклонах несколько ниже той, которую можно достичь в равных по диаметру обычных циклонах. Принято считать, что примерно одинаковым КПД обладают обычные циклоны вдвое большего диаметра, чем батарейные;

- большое число циклонных элементов, объединенных общим бункером в одной секции батарейного циклона, требует равномерного распределе­ния очищаемых газов;

- в случае применения элементов малого диаметра соответственно увеличивается их необходимое число, что повышает опасность неравномерного распределения газов и возрастания вредных перетоков газов между элементами через общий бункер. Поэтому чаще всего для батарейных циклонов целесообразно применять элементы диаметром 250 мм.

Жалюзийные пылеуловители относятся к простейшим типам инерционных сепараторов. В отличие от гравитационных, они работают при более высоких скоростях потоков и имеют меньшие габариты.

Поскольку улавливают только крупные частицы (D>60…70 мкм), в настоящее время используются в основном для предварительного осаждения крупных частиц с целью уменьшения абразивного износа технологического оборудования или облегчения работы очистных устройств последующих ступеней. Для предварительного улавливания крупных частиц золы из дымовых газов разработаны жалюзийные золоуловители ВТИ, имеющие 6 вариантов исполнения для установки в горизонтальных и вертикальных (при движении газов снизу вверх) газоходах. Часто жалюзийные пылеуловители используются совместно с циклонами и служат концентраторами пыли для них (см. рисунок 6.5).

1-входная камера; 2-отсосная щель; 3-диффузор; 4-подводящий к циклону; 5-отсосный циклон; 6-отходящий от циклона воздуховод; 7-основной газоход по месту подсоединения отводящего воздуховода; 8-инжектор; 9-основной газоход после инжектора.

Рисунок 6.5 - Жалюзийный пылеуловитель в газоходе

Жалюзийная решетка, установленная в газоходе, разделяет поток аэрозоля на две части. Основная часть потока, проходя через лопасти решетки, в некоторой степени освобождается от крупных фракций пыли и уходит по газоходу, а меньшая часть, отбираемая циклоном (до 20%), насыщается пылью, что облегчают ее очистку. После циклона поток вновь возвращается в газоход. Отношение расхода газов через циклон к общему расходу принимается обычно равным 10 или 20 %. Движение концентрированного потока через отсосный циклон может происходить за счет разрежения, образующегося при прохождении основного потока через инжектор или вентилятор, если величина разрежения недостаточно для преодоления сопротивления циклона, подводящих и отводящих воздуховодов.

Дата добавления: 2014-01-11