Технологии очистки воздуха

Циклон для очистки пыли, принцип работы, устройство, конструкция, типы и назначения воздушных и газовых промышленных вихревых пылеуловителей для очистки воздуха

Циклон для очистки пыли. Терминология и фундаментальный принцип работы фильтра циклонного типа.

Циклон для очистки пыли относится с механическому типу пылеулавливающего оборудования. Своим названием циклонный пылеуловитель обязан климатическому явлению – циклону. Он представляет собой масштабное завихрение воздушных масс вокруг центра, т.н. глаза бури (en. eye of the storm).

Схожее радиальное закручивание, но, разумеется, в куда меньших масштабах, происходит и в рабочей камере циклонного фильтра, название которого также нередко сопровождают дополнительными определениями:

Ротационный – подразумевается ротация, т.е. вращение среды;
Гравитационный – осаждение пылевых частиц, их опадание в пылесборник идет за счет гравитации;
Вихревой – идет завихрение газо- или воздухопотока в рабочей зоне аппарата;
Инерционный – отброс пылевой дисперсии на внутренние стенки рабочей камеры обусловлен инерционным импульсом закрученных частиц.

^{Монтаж циклона}

Циклоны относятся к механическим пылеуловителям. Это означает, что данный класс оборудования производит захват примесей на физическом, механическом базисе. И принципиально, ни в какой степени, не способен воздействовать на химический состав обрабатываемой среды.

Циклон для очистки пыли. Конструкция и устройство.

Конструкционно, наиболее распространённый, «традиционный» противоточный циклон представляет собой вертикальную цилиндроконическую колонну. Это цилиндрическая труба, низ которой конусно сужается и соединяется с пылесборником.

Промышленные циклонные фильтры ограниченно изготавливаются и в других исполнениях: прямоточные (горизонтальные), с обратным конусом (ЦОК), рукавные, мешочные, мультициклоны (батарейные / групповые исполнения).

Важным элементом конструкции является устройство, благодаря которому происходит закручивание среды – это может быть т.н. улитка (в вертикальных циклонах), лопастные направляющие (т.н. лопастные розетки) в прямоточных исполнениях, радиальные патрубки или иные средства для завихрения потока.

^{Базовый принцип действия противоточного циклонного пылеуловителя}

В бытовых пылесосах циклонная насадка, для повышения компактности, выполнена в прямоточном исполнении, т.е. воздухопоток не меняет своего направления, проходя через насадку.

Вне зависимости от форм-фактора, все фильтры циклонного типа, так или иначе, призваны выполнять единственную задачу – осуществлять завихрение воздушной среды и обеспечивать инерционный относ пылевых (механических) частиц на стенки рабочей камеры с их последующим отводом в пылесборный бункер.

Более подробно принцип работы циклонных воздушных фильтров можно описать следующими пунктами, (данный принцип, с небольшими вариациями, относится ко всем видам вихревых ротационных пылеосадителей промышленного, строительного и бытового назначения):

Запыленная среда нагнетается или протягивается через фильтровентиляционный аппарат;
Тангенциальный подвод среды (или прямой подвод через улитку или иное завихряющее поток устройство) приводит к закручиванию, ротации среды внутри рабочей камеры;
Радиальные инерциальные силы, действующие на пыль, стружку или иные механические компоненты потока, относят дисперсные частицы к внутренним стенкам рабочей камеры;
В вертикальных колоннах столкновение частиц со стенками камеры ведет к потере ими кинетической энергии и последующему «сползанию» вниз, в пылесборник;
В горизонтальных циклонных фильтрах частицы, отнесенные к стенкам, попадают в специальные щели, через которые также отводятся из рабочей камеры в пылевой бункер;
Обеспыленный воздух или газ выходит через выпускной патрубок и либо выбрасывается в атмосферу, либо рециркулирует обратно в цех, либо направляется на следующую ступень более тонкой очистки;
Пыль периодически, вручную или автоматически, выгружается из бункера и отправляется на рекуперацию (возвращается в рабочий цикл) или на утилизацию (уничтожение или переработку).

Типы и назначения циклонных фильтров

В рамках детального рассмотрения циклонных пылеуловителей не будет лишним вкратце коснуться некоторых наиболее распространенных типов гравитационных ротационных пылеуловителей, их особенностей и назначений.

Предваряя таблицу, осветим основные назначения фильтров циклонного типа – это захват сухих, механических частиц неслипающейся, (кроме талька и золы), природы особо крупной (стружка, опилки, щепа), крупной (пескоподобные включения) и средней дисперсности (пыль).

^{Промышленная воздухоочистная система на базе двух пылеосадителей ротационного типа}

Циклон с вентилятором, установленным на раму, может создавать разность давлений в воздушной сети, что позволяет использовать такие аппараты для промышленной аспирации (вытяжки) пылевого осадка и одновременного перемещения воздушных масс по магистрали (т.н. циклон вентиляционный).

Циклоны могут использоваться как самостоятельно, так и в составе многоступенчатых газоочистных систем – в роли предварительного фильтра грубой очистки.

Следует иметь в виду, что гравитационные ротационные фильтры могут осуществлять обеспыливание как воздушных, так и газовых потоков, т.е. проводить пылеосаждение из газовых сред, (при использовании коррозионностойких конструкционных материалов возможно экономически и технологически эффективное обеспыливание химически активных, кислых сред, печных выбросов).

Сгруппируем данные в таблицу.

Тип циклона	Особенности и назначение
Противоточный цилиндроконический	Основное исполнение сухих вихревых пылеосадителей. Универсальное промышленное назначение: механическая обработка материалов (дерево, металл, минералы, полимеры), агропромышленный сектор, пищевая промышленность, металлургия, легкая промышленность, изготовление стройматериалов, энергетика (в качестве первичных золоуловителей).
Прямоточный, горизонтальный	Высокая компактность при сниженном КПД. Фильтр врезается непосредственно в вентиляционную магистраль, где и происходит очистка воздуха от пыли. Применяется для пылеочистки потоков небольших концентраций и температур. Выход на номинальную эффективность достигается при скорости потока не менее 10 м / с.
Рукавный циклон	Очень ограниченные, специфические применения. Конструкция представляет собой технологический «сплав» циклонного и рукавного фильтров (внутри рабочей камеры расположены фильтровальные рукава).
Мешочные циклоны	Аппараты снабжены дополнительными пылесборными мешками, устанавливающимися на входную секцию – для предварительного забора микродисперсной пыли. Применяются, как правило, в механообработке.
ЦОК (с обратным конусом)	Отличается наличием внутреннего отбойного конуса и щелей для рециркуляции. Ограниченно используется в металлообработке и металлургии.
Батарейные циклоны	Батарейные циклоны (мультициклоны) представляют собой группы циклонов, объединенных вместе, в т.н. батареи. Основное назначение – улавливание твердых дымовых выбросов – сажи, золы, пепла, копоти. На объектах энергетики часто используются без дополнительных ступеней тонкой очистки, что ведет к полному «проскоку» в атмосферу опасных дымовых газов.
Циклоны для строительных пылесосов	Выполняются в виде напольной приставки или передвижной тележки. Используются при проведении строительных работ – шлифовки полов, стен, потолков, распиловки материалов, демонтажа стен, работ электроинструментом и т.д.
Циклоны для бытовых пылесосов	Представляют собой элементы корпуса или насадки на шланг (ручку) бытового пылесоса и служат для увеличения эффективности уборки в разрезе пылеочистки квартиры, дома, офиса.

Технические характеристики циклонных фильтров

Степень очистки воздуха от средне- и крупнодисперсной пыли, стружки, опилок ≈ 99%;
Любые области применения – пылеосадители для деревообработки, фильтр-циклоны для алюминиевой пыли и иной металлической дисперсии, вытяжные промышленные циклоны для аспирации и вентиляции мукомольных и зерновых производств, для цементной пыли и минерального / рудного партикулята, циклонные газовые фильтры и другие назначения;
Производительность по газу – от десятков кубометров до десятков тысяч кубометров среды в час;
Температурный предел – до +700 Цельсия;
Отсутствие обратного подсоса и уноса пыли из бункера;
Широкий перечень конструкционных материалов для изготовления аппаратов с повышенной термо, износостойкостью, кислотоупорностью;
Любые климатические исполнения по ГОСТ;
Малое сопротивление установок, простая имплементация в воздухоочистную инфраструктуру Заказчика;
Полная комплектность поставки, включающая весь перечень вспомогательного оборудования и обслуживающих конструкций;
Безотказность, долговечность, компактность и низкая цена от прямого производителя.

Циклон входит в справочник наилучших доступных технологий (НДТ (22 раздел) Очистка вредных выбросов).

ПОДОБРАТЬ ЦИКЛОН