Циклон устройство, предназначенное для очистки пылевоздушной смеси от твердых частиц (разработка НИИОГАЗ, Ярославль, 1971 год). Широко применяются в промышленной газоочистке. Обеспечивают высокую очистку от пыли и твердых фракций, размером до 10 мкм. Циклоны используются в одиночном или в групповом исполнении (по 2, 4, 6, 8 штук в группе), «левым» и «правым» направлением газового потока (правый по часовой стрелке, левый - против часовой стрелки). Для токсичной и взрывоопасной среды, применяются циклоны специального исполнения. Циклоны, на территории стран СНГ, являются самым применяемыми в промышленной очистке воздуха. Они обладают высокой эффективностью очистки (до 90%, зависит от размера пыли и диаметра циклона) и низкозатратными устройствами, для монтажа и эксплуатации. Использование данных аппаратов позволяет, в большинстве случаев, снизить содержание мелкофракционных частиц и пыли в воздушном потоке, до приемлемых, согласно нормативной документации по охране окружающей среды. Циклоны применяются для грубой очистки газовоздушного потока или устанавливаются перед пылеуловителями окончательной очистки (электрофильтрами, воздушными фильтрами и др.)
Циклон ЦН-15 предназначен для сухой очистки воздуха вырабатываемого в технологических процессах (агломерации, обжига, производства строительных смесей, деревообработки и др.) и очистки аспирационного воздуха на промышленных предприятиях. Область применения:
- металлургия;
- химическая отрасль;
- машиностроение;
- нефтепереработка.
Циклон ЦН-15 запрещены для использования в токсичных и взрывоопасных условиях. Для очистки сильнослипающихся мелких фракций пылевоздушного потока, использование данного циклона малоэффективно.
Условное обозначение:
| ЦН |
15 |
П |
300 |
8 |
С |
П |
| Ц- циклон; Н-кон-струкция НИИОГАЗ |
Угол наклона входного патрубка относи- тельно гори-зонтали (град.) |
Вращение очищаемого газа |
Диаметр внутреннего цилиндра циклона, мм |
Количество циклонов в группе |
Устройство циклона |
Форма бункера |
| П правое |
1, 2, 4, 6, 8 |
С сборник |
П пирами-дальная |
| Л левое |
У улитка |
Технические характеристики
Массовая концентрация пыли в очищаемом газе, г/м3, не более:
- Для слабослипающихся пылей 1000;
- Для среднеслипающихся пылей 250.
Температура очищаемого газа, °С, от минус до 20 до плюс 400.
Давление (разрежение), кПа, не более 5.
Коэффициент гидравлического сопротивления циклонов:
- Для одиночного исполнения 147;
- Для группового исполнения:
- c «улиткой» 175;
- со сборником 182.
Газоочистка происходит за счет гравитации (мелкофракционная пыль падает вниз) и инерции (направленный поток воздуха с пылью). Для обычных условий рекомендуемая скорость газопылевого потока 4м/сек, для очистки от абразивных составляющих 2,5 м/сек.
Общий вид и принцип действия циклона ЦН-15 приведен на рис 1.
Рисунок 1 Внешний вид циклона ЦН-15 и схема пылеотделения в нем
Газовоздушный поток с мелкими фракциями твердых веществ и пыли поступают в патрубок (1), который размещен по касательной линии поверхности корпуса (4). Расположение патрубка обуславливает направление входящего потока в циклон, при этом поток приобретает спиралевидное вращательное движение вниз, двигаясь от патрубка, проходит между цилиндрической частью (4) и внешней стороной вытяжной трубой (3), до конусообразной части циклона (5). Для усиления центробежной силы воздействующий на поток, сразу за входным патрубком расположена винтообразная крышка (2). В конической части пылеуловителя (5) поток ускоряется, образовывая кольцевой вихрь с направленным движением вниз. Благодаря инерции, мелкофракционные твердые частицы и пыль свободно отделяются от газовоздушной струи. После прохождения конусообразной части циклона, поток проходит через пылевыпускное отверстие (6) в бункер, при этом пылеобразующая часть газосодержащей струи выпадает в бункер (7). Газ теряет инерционную скорость и меняет направление движения на противоположную. Из-за произошедшего разрежения поток выходит через пылевыпускное отверстие в выхлопную трубу (3), к нему примешивается часть очищенного воздуха, освобожденного от пыли.
После очистки пылевоздушного потока газ выводится из циклона ЦН-15 через улитку (8), при этом придает потоку прямолинейное движение или через патрубок (9) расположенный за выхлопной трубой (3). Для удаления пылесодержащего мусора из бункера используется затвор (10).
Из-за скорости мелких фракций и её абразивным свойствам, входная часть улитки и нижняя часть конуса циклона подвергаются ускоренному износу. Для увеличения эксплуатационных свойств циклона на них наносят антиабразивное покрытие. Во время работы циклонов организовывается непрерывная выгрузка пыли таким образом, чтобы уровень пыли не превышал половину диаметра циклона, отсчет проводится от верхней крышки бункера.
Перед применением циклона, необходимо учесть прилипание фракций пыли (менее 10 мкм) к внутренней поверхности цилиндрической части аппарата. Чем меньше размер фракции, тем больше ее адгезия к поверхности. При содержании пыли, с диаметром менее 10 мкм, в составе пылевоздушного потока более 60%, фракционная составляющая струи, считается липкой. Пыль с диаметром более 10 мкм, считается хорошо-сыпучей. Для надежной эксплуатации циклонов ЦН‑15, концентрацию среднеслипающейся пыли необходимо снизить в 4 раза, а запыленность сильнослипающихся газов в 8-10 раз. Концентрацию крупной абразивной пыли, необходимо снизить в 2-3 раза, используя предварительную очистку (пылеотстойники). Дополнительно, для уменьшения абразивного износа, рекомендуется снизить скорость подаваемой пылевоздушной смеси на входной патрубок циклона, учитывая понижение качества очистки.
Для выгрузки пыли из бункера циклона используется пылевой затвор и транспортировочные устройства. Пылевыгружные устройства должны быть небольших габаритов и обеспечивать:
- герметичность;
- работоспособность при пониженном давлении в бункере;
- безотказность в работе;
- регулярную выгрузку.
В случае высокого давления в бункере циклона, в сравнении с атмосферным, и не герметичности контейнера для пылеудаления, произойдет выброс пыли в атмосферу. Низкое давление в бункере приводит к резкому снижению очистки воздушной смеси от пыли. При переполнении бункеров пылью происходит уменьшение коэффициента очистки и происходит забивание циклонов пылью.
Чтобы увеличить производительность газоочистки используют не групповые, а батарейные циклоны. Батарейный циклон представляет собой сгруппированные циклонные элементы одного диаметра в одном корпусе. При этом количество и диаметр циклонных элементов зависит от условий и режима работы установки газоочистки.
