главная > справочник > химическая энциклопедия:

ЦИКЛОНЫ

ЦИКЛОНЫ, устройства для отделения твердых частиц от газа; центробежные пылеуловители (см. Пылеулавливание), конструктивные элементы которых обеспечивают вращат.-поступат. движение газового потока.
Notice: Undefined variable: iko in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 95

Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Принципиально циклоны работает по след. схеме (рис. 1). 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 внутр. спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке циклоны и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в циклоны через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутр. вихрю.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Рис. 1. Схема течения газовых потоков в циклоне. 1, 4 - входной и отводящий патрубки; 2 - корпус; 3 - пылевой бункер.

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 существ. увеличения выноса пыли в трубу, т. к. распределенное на довольно большом отрезке длины циклоны 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 циклоны; использование таких аппаратов без бункеров или с бункерами уменьшенных размеров приводит к снижению эффективности пылеулавливания.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Конструкции циклоны весьма разнообразны. На рис. 2 представлены осн. виды циклонных пылеуловителей. циклоны различаются по способу подвода газа, который м. б. спиральным (рис. 2,а), тангенциальным, или обычным (рис.2,б), винтообразным (рис. 2,в) и осевым; циклоны с осевым (розеточным) подводом газа работает как с возвратом газа в верх. часть аппарата (рис. 2,г), так и без него (рис. 2,д). Аппараты последнего типа (т. наз. прямоточные циклоны) отличаются низким гидравлич. сопротивлением и меньшей по сравнению с циклоны иных типов эффективностью пылеулавливания. Простота конструкции прямоточных циклоны облегчает нанесение на них футеровки, что позволяет применять эти аппараты для осаждения крупных абразивных частиц пыли.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Рис. 2. Основные виды циклонов: а - спиральный; б - тангенциальный; в -винтообразный; г - розеточный с возвратом газа; д - розеточный прямоточный.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Гидравлич. сопротивление циклоны (Па) рассчитывают по ф-ле:
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

где - коэф. гидравлич. сопротивления; v - скорость газа в произвольном сечении, относительно которого вычислен (обычно определяют для наиб. сечения, характеризуемого диаметром D); - плотн. газа.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Несмотря на кажущуюся простоту циклоны, протекающие в них гидродинамич. процессы достаточно сложны и не поддаются аналит. решению без ряда допущений. Поэтому в условиях преобладающей роли в циклоны центробежного механизма осаждения самый простой и надежный метод расчета эффективности работы циклоны базируется на применении критериальной зависимости:
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

где - критерий Стокса; d_ч и - диаметр и плотн. частиц пыли; - динамич. вязкость газа. Из выражения (2) м. б. получена общая ф-ла:
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

где d₅₀ - диаметр частиц, улавливаемых в циклоны с эффективностью = 0,5.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Фракционная эффективность пылеулавливания в циклоны подчиняется обычно логарифмически-нормальному закону распределения улавливаемых частиц по размерам. Поэтому отвечает интегралу вероятности, табличное значение которого находится в зависимости от величины
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

где lg и lg - дисперсии распределения частиц по размерам и фракционной эффективности пылеулавливания ; d_M - т. наз. медианный диаметр частиц пыли. В пром. практике циклоны принято разделять на высокоэффективные и высокопроизводительные. Аппараты первого типа требуют больших затрат на очистку газа; циклоны второго типа имеют небольшое гидравлич. сопротивление, но хуже улавливают мелкие частицы. Широкое применение находят ци-линдрич. и конич. циклоны НИИО-газ. Цилиндрич. аппараты отличаются удлиненной цилиндрич. частью и винтовым подводом газа; коэф. относительно невысок (75-245). Конич. аппараты имеют длинную конич. часть, спиральный входной патрубок и малое отношение диаметров выхлопной трубы и корпуса (0,34 или 0,22), характеризуются высоким коэф. (1150 или 1200). Цилиндрич. аппараты относятся к высокопроизводительным циклоны с диаметром не более 2 м, конические - к высокоэффективным с диаметром до 3 м.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Групповые циклоны При больших расходах очищаемого газа применяют групповую компоновку аппаратов. Это позволяет не увеличивать диаметр циклоны, повышает эффективность пылеулавливания. Группа циклоны, составленная обычно из цилиндрич. аппаратов, имеет общие коллектор загрязненного газа, сборник очищенного газа и пылевой бункер. Отвод обеспыленного газа от циклоны группы осуществляют либо через специклоны устройства (улитки), устанавливаемые на каждом аппарате и объединяемые общим коллектором, либо непосредственно через него. Использование улиток уменьшает общую высоту группы. При равной производительности цилиндрич. конич. аппараты отличаются большими габаритами и поэтому в групповом исполнении не применяются.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Батарейные циклоны (рис. 3). Из выражения (3) следует, что эффективность очистки газа в циклоны можно повысить путем увеличения скорости газа или уменьшения диаметра аппарата. Однако возрастание скорости связано со значит. увеличением гидравлич. сопротивления. Поэтому для повышения эффективности работы циклоны желательны уменьшение их диаметра и замена одного аппарата несколькими малого диаметра. Такой принцип положен в основу устройства батарейного циклоны (рис. 3,а). Последний состоит из многих (неск. десятков) параллельно работающих элементов (рис. 3,б) - циклоны небольшого диаметра, смонтированных в общем корпусе. Поступая в него, запыленный газ входит в газораспределит. камеру, ограниченную трубными решетками, в которых герметично укреплены циклонные элементы. Обеспыленный газ удаляется через выхлопные трубы элементов в общую камеру, а пыль собирается в конич. днище (пылесборнике).
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Однако эффективность очистки в батарейном циклоны, как правило, на 20-25% меньше той, которая м. б. достигнута в эквивалентном по диаметру обычном циклоны Это объясняется перетоком газа из элементов с большим гидравлич. сопротивлением в элементы с меньшим сопротивлением.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Рис. 3. Батарейный циклон (а) и его элемент (б): 1 - корпус; 2, 4 - камеры газораспределительные и для обеспыленного газа; 3 - циклонные элементы; 5 - пылесборник.

Поэтому, а также из-за возможности образования отложений циклонные элементы должны иметь диаметр не менее 0,3 м. Каждый элемент отличается от обычного циклоны преим. способом ввода запыленного газа, который поступает в элемент не по касательной, а сверху через кольцевое пространство между корпусом и выхлопной трубой. В этом пространстве на входе газа в каждый элемент установлен направляющий аппарат (винт или розетка с наклонными лопатками), сообщающий потоку газа вращат. движение. В отличие от обычных батарейные циклоны сложнее в изготовлении, но имеют значительно меньшие габариты.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Благодаря невысокой стоимости, простоте устройства и обслуживания, сравнительно небольшому гидравлич. сопротивлению и высокой производительности циклоны являются наиб. распространенным типом сухих мех. пылеуловителей.

Лит.: Очистка промышленных газов от пыли, М., 1981; Справочник по пыле- и золоулавливанию, под ред. А. А. Русанова, 2 изд., М., 1983.

А. Ю. Вальдберг.
Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: goo in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109

Notice: Undefined variable: mn in /var/www/chemport.ru/data/www/chemport.ru/chemical_encyclopedia.php on line 109