Вопрос 56

Устройство и расчет циклонов и пылеосадительных камер

Ответ:

Циклон - устройство для отделения твердых частиц от газа; центробежные пылеуловители, конструктивные элементы которых обеспечивают вращательное или поступательное движение газового потока. Принципиально циклон работает по следующей схеме. Обеспыливаемый газ поступает в образующую кольцевое пространство аппарата цилиндрич. часть, где движется по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускается по наружной спирали, затем поднимается по внутренней спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке циклона и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в циклон через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутренниму вихрю.

Отделение частиц от попавшего в бункер газа происходит при перемене направления их движения на 180° под действием сил инерции. По мере движения данной части газа в сторону выхлопной трубы к ним присоединяются порции газа, не попавшего в бункер. Это не вызывает существенное увеличения выноса пыли в трубу, так как распределенное на довольно большом отрезке длины циклона перетекание газа происходит со скоростью, недостаточной для противодействия движению частиц к периферии аппарата. Значительно большее влияние на полноту пылеулавливания оказывает движение газа в области пылеотводящего отверстия . Поэтому частицы чрезвычайно чувствительны к подсосам газа через бункер из-за увеличения объема потока, движущегося навстречу улавливаемой пыли. Отсюда видна важная роль бункера при осаждении частиц пыли в циклоне; использование таких аппаратов без бункеров или с бункерами уменьшенных размеров приводит к снижению эффективности пылеулавливания.

Пылеосадительные камеры представляют собой пустотелые ёмкости прямоугольного сечения с пылеприёмными бункерами в нижней части. Запылённый воздух в виде струи поступает в камеру через небольшое по сравнению с поперечным сечением камеры отверстие. Для того чтобы запыленный воздух заполнял все сечение камеры, на входе иногда устанавливают поперечные газораспределительные решетки, перегородки или другие устройства, стабилизирующие поток. В этом случае скорость струи гасится очень быстро вследствие ее растекания во все стороны. Резкие повороты запылённого потока способствуют отделению пылевых частиц. Время нахождения пылевой частицы в камере должно быть больше времени, необходимого для ее оседания. Исходя из этого условия, назначают габариты камеры – высоту, длину и ширину. В зависимости от крупности пылевых частиц, подлежащих осаждению, скорость в пылеосадочных камерах назначают в пределах 0.2 – 0.5 м/с.

Расчет циклонов проводится методом последовательных приближений в следующем порядке:

1. Задавшись типом циклона определяют оптимальную скорость газа в аппарате

2. Определяют необходимую площадь сечения циклона

3. Определяют диаметр циклона, задавшись числом циклонов

4. Вычисляют действительную скорость газа в циклоне

5. Принимают коэффициент гидравлического сопротивления

6. Определяют потери давления в циклоне

Пылеосадительная камера рассчитывается в следующем порядке:

1. Определяется скорость потока в сечении камеры

2. Определяется относительная скорость витания частиц, улавливаемых в камере с эффективностью, равной 50%

3. Среднюю концентрацию частиц на выходе из камеры можно определить как среднюю из концентраций в 4—5 точках сечения