Фильтр циклонного типа, воздушный, устройство, классификация, назначения и характеристики центробежных воздухоочистителей для сбора пыли, производство и внедрение вихревых ротационных сепараторов

Фильтр циклонного типа – центробежный промышленный пылеуловитель для очистки производственных выбросов

Фильтр циклонного типа — эффективный аппарат на производстве. Компания АРСЕНАЛ выпускает промышленное газоочистное и пылеулавливающее оборудование – предлагает к рассмотрению сухие и мокрые фильтровентиляционные установки, в деталях ознакомиться с типами, устройством, принципами работы, назначениями и характеристиками такого оборудования как фильтр циклонного типа. Мы более 20 лет разрабатываем, конструируем и внедряем высокоэффективные, производительные, компактные и доступные агрегаты сухой и мокрой промышленной фильтровентиляции, которые сегодня безотказно служат на индустриальных площадках России, СНГ, показывая среднюю степень обеспыливания воздуха и выбросов ≈ 96-99%.

Фильтр циклонного типа: общие сведения и базовые назначения

Фильтры циклонного типа – это агрегаты для центробежно-гравитационной сепарации твердых, не склонных к слипанию или цементации механических примесей с дисперсностью более 20 мкм., а также твердых дымовых выбросов (золы, пепла). При высокой результативности захвата сухой пыли, опила, стружки, щепы, крошки, гранул, волокон и других конгломератов средней и крупной дисперсности, циклоны отличаются относительной простотой конструкции, неприхотливостью, долговечностью, производительностью и энергоэффективностью, удобством и скоростью рекуперации уловленного фильтрата.

Циклон батарейный

Следует иметь в виду, что центробежные сепараторы не способны оказывать влияние на состав газовой фазы, поэтому никоим образом не могут использоваться для нейтрализации реакционных, кислых или токсичных компонентов.

Вариативность форм-факторов и исполнений циклонных фильтров определила их широчайшую технологическую востребованность во всех промышленных отраслях, связанных с генерацией твердых выбросов: механическая обработка материалов (деревообработка, металлообработка / пескоструй, обработка полимеров, например, текстолита), переработка минерального сырья (грохочение, дробление, измельчение породы), пищепром, изготовление строительных смесей и материалов, слесарные, столярные работы, фасовочные и упаковочные участки, агропромышленный сектор и др. Для увеличения дисперсной эффективности и общей результативности фильтраторы циклонного типа объединяют в т.н. батареи (мультициклоны), содержащие – нередко в едином кожухе – от нескольких до нескольких десятков циклонов, обычно – небольшого диаметра.

Как устроен циклонный фильтр

Устройство циклона не отличается особой сложностью. Впрочем, несмотря на внешнюю простоту, проектирование данного класса подразумевает строжайший учет гидро- и аэродинамических аспектов, драматически влияющих на конечную эффективность, производительность и эффект т.н. обратного уноса.

Общий вид пылеуловителя циклонного типа с мешком для сбора микродисперсного партикулята

Циклон состоит из следующих элементов:

• Непосредственно колонна (рабочая камера). Форма может быть цилиндроконической, конической (вертикальные ориентации) или цилиндрической, (как правило, в горизонтальных прямоточных моделях);
• Входной патрубок с устройством предварительного закручивания потока – улиткой, лепестковой розеткой или иным спиральным элементом для придания входящему потоку первоначального закручивания;
• Выходной патрубок. Выпускные патрубки могут оснащаться флюгарками / зонтами / колпаками, (для циклонов уличного размещения).
• Пылесборный бункер. Бункер может иметь пирамидальную, кубическую, трапецеидальную или иную форму. Пылесборник может быть оборудован колесами (для удобного извлечения из-под циклона), слазками для выдвижения ящика с пылью или системой автоматической выгрузки пылевого осадка, например, с помощью шнекового или ленточного транспортера. В компактных моделях фильтров циклонного типа вместо бункера может использоваться текстильный мешок, прикрепляемый напрямую к выпускному патрубку.

Фильтр циклонного типа. Принцип работы фильтра.

Принцип работы «традиционного» цилиндроконического противоточного циклона для сбора пыли можно описать следующей последовательностью пунктов:

1. Запыленная газовоздушная среда тангенциально заводится в рабочую камеру – протягивается или нагнетается, предварительно проходя через улитку или иной завихряющий поток элемент. Входной узел циклона, как правило, располагающийся в верхней части конструкции, может быть оснащен специальной секцией, через которую частицы малой дисперсности, (чей вес слишком мал для обретения достаточной инерции), «проскакивают» и попадают в предназначенный для этого мешок;
2. Круглое сечение рабочей камеры способствует еще большей радиальной раскрутке заведенного внутрь запыленного потока. Среда, в силу коничности формы колонны, ротируя, продвигается вниз;
3. Параллельно с этим центробежная сила непрерывно относит механические частицы на внутренние стенки колонны, где они теряют скорость и, под действием гравитации и пристеночного нисходящего потока, опадают в пылесборник;
4. Очищенный воздух, доходя до определенной точки, (обычно около 0.7 D), аэродинамически разворачивается и поднимается вверх по циклону вдоль вертикальной оси симметрии, (по специальной трубе или вне таковой);
5. Обеспыленная среда выводится через выпускной патрубок в атмосферу или направляется по газоходам на дальнейшую ступень более тонкой очистки;
6. Пылевой бункер периодически очищается от фильтрата – вручную или автоматически.

Анимация работы циклона противоточного (ЦП)

Остальные типы циклонных фильтров

Противоточные циклоны, устройство и принцип работы которых были разобраны выше, – это наиболее распространенный вид инерционно-гравитационных пылеуловителей, но не единственный. Рассмотрим ниже другие виды циклонов и коснемся их технологических особенностей.

Прямоточные горизонтальные фильтры

Горизонтальные прямоточные циклоны обычно используются в тех условиях, где имеет место общая нехватка рабочего места или есть ограничение по высоте. Особенность установки таких пылеуловителей заключается в непосредственной врезке (вставке) агрегатов вразрыв в воздуховод; пылесборный бункер – выносной, соединен с циклоном гибким шлангом и располагается, как правило, неподалеку от сепаратора.

Горизонтальный вихревой сепаратор циклонного типа

Принцип работы, в целом, повторяет таковой у противоточного циклона за исключением системы отведения пыли в бункер. Осадок отводится из рабочей камеры через продольные щели в рабочей камере.

Фильтр циклонного типа. Рукавные циклоны.

На рынке ограниченно представлены фильтры, одновременно сочетающие в себе функционал циклонных и рукавных пылеуловителей, в едином корпусе. Первичная очистка идет на принципе циклонной сепарации примесей, затем микродисперсные частицы, «проскочившие» циклон, заводятся в рукавный блок, обычно расположенный в центре конструкции.

Рукавный циклон

Такие фильтры не находят широкого применения, поскольку полноценная двухступенчатая система пылеочистки класса циклон-рукавный фильтр всегда демонстрирует лучшие показатели эффективности и производительности.

Циклоны для абразивной и металлической пыли с обратным конусом (ЦОК)

Несмотря на то, что все типы вихревых сепараторов могут использоваться для вытяжки абразивной пыли, (износостойкие, с футеровкой, втулками или без таковых), в металлургии, металлообработке и смежных отраслях иногда используются т.н. циклоны с обратным конусом, представляющие собой пылеуловители для абразивной и металлической пыли.

Циклон ЦОК

Особенности ЦОК – частичная рециркуляция среды. Конструкция – вложенная, циклон с внешним кожухом. Принцип работы можно описать так:

1. Запыленный поток заводится во внутренний циклон, где происходит фильтрация примесей;
2. Часть очищенной среды, вместо того чтобы быть эмитированной из циклона, попадает (рециркулирует) через радиальные щели внизу конструкции в пространство между внутренним и внешним циклоном, откуда она, поднимаясь, вновь попадает во внутреннюю камеру и вновь подвергается сепарации.

ЦОК не находят широкой востребованности и изредка используются на металлургических и металлообрабатывающих предприятиях для фильтрации абразивной / металлической пыли.

Мультициклоны

Мультициклонные сепараторы представляют собой объединенные группы циклонов малого диаметра, оборудованные единой входной и выходной секцией, (поток разделяется в соответствии с количеством агрегатов внутри конструкции). Под групповым циклоном может подразумеваться и небольшой комплект золо- или пылеуловителей, (от двух и более штук), соединенных последовательно или параллельно.

Циклонная секция из двух агрегатов

Батарейные исполнения фильтров циклонного типа широко используются в промышленной и коммунальной энергетике, (особенно – твердотопливной), а также в очистке твердых дымовых выбросов после печей, инсинераторов и крематоров, плавильных агрегатов, пиролизных установок и т.д. – как правило, в качестве ступеней предварительной фильтрации перед подачей среды в центральный агрегат тонкой очистки выбросов, например, скруббер или абсорбер.

Мокрые циклоны

В канве магистральной темы данной страницы следует коснуться и мокрых циклонов с водяной пленкой (ЦВП), которые в технических публикациях нередко фигурируют под названием «полые форсуночные скрубберы». Фактически, к мокрым циклонам можно причислить и жидкостные пылеуловители классов СИОТ и ПВМ.

Принцип работы жидкостных вихревых пылеосадителей в общих чертах соотносится с таковым у сухих моделей, но инерционная очистка потоков дополняется воздействием распыляемой жидкости (воды или активного абсорбента).

Газопромыватель СИОТ

Мокрые фильтры циклонного типа используются в тех технологических условиях, где сухие агрегаты не демонстрируют достаточной результативности или безопасности:

• Фильтрация кислых, токсичных, реакционных, едких, дурнопахнущих компонентов, в том числе, газовой и аэрозольной природы;
• Очистка сред исключительно высокой температуры (с параллельным охлаждением среды);
• Фильтрация взрыво- и пожароопасных взвесей;
• Захват влажных, липких, клейких, маслянистых, смолистых, тягучих, вязких веществ, в том числе, в составе дымовых газов;
• Обезвреживание сложных, многокомпонентных сред.

Преимущества и недостатки фильтров циклонного типа

Сведем в таблицу преимущества и недостатки вихревых инерционных фильтров.

Технические характеристики циклонов

Циклоны демонстрируют внушительный перечень преимуществ, выгодно выделяясь на фоне конкурентной продукции данного класса:

• Степень очистки воздуха от средней и крупной пыли, опилок, стружки, щепы, сора, волокон, крошки, зерен, семян, черешков, шелухи, лузги, а также от твердых зольных выбросов (оксиды металлов / пепел / зола) ≈ 96-99%;
• Циклоны для абразивной пыли и металлических включений – износостойкие материалы, нанесение футеровки или сменные абразивостойкие втулки;
• Температурный предел обработки – 400 Цельсия;
• Одинарные исполнения, комбинированные циклонные воздухоочистители с центральными агрегатами на базе рукавных фильтров, скрубберов и абсорберов, групповые батарейные мультициклоны;
• Производительность фильтров – от десятков единиц до сотен тысяч м³ / час;
• Малое сопротивление, отсутствие обратного уноса / взмучивания осадка;
• Антистатический, кислотоупорный лайнинг ответственных узлов;
• Левые и правые исполнения;
• Любые климатические требования по ГОСТ 15150-69;
• Богатая базовая поставка с множеством опций – все необходимое вспомогательное, коммутационное оборудование, опорные, обслуживающие конструкции для быстрого ввода фильтров в эксплуатацию;
• Полная совместимость с любым технологическим оборудованием Заказчика;
• Безотказность, долговечность, экономичность, компактность, эстетичность.