Tozdan havanın temizlenmesi için siklonlar. Siklonlar Toz toplayıcı siklon

Su ısıtma sistemlerinde toz toplayıcı (siklon) gibi cihazlar kullanılmaktadır. katı yakıtlı kazanlar, elektrikli süpürgeler, arabalar vb. Çapı beş mikrondan fazla olan katı yapışmaz kül veya toz parçacıklarının yanı sıra tozlu gazları gidermeye yöneliktirler. Modern bir siklon, saatte 6500 ila 43000 metreküp hava arasında değişen farklı üretkenliğe sahip olabilir ve temizleme verimliliği% 80'e ulaşır. Bu göstergeler şunları gösterir: Kaliteli iş benzer kurulum.

Yerçekimi toz toplayıcıları

Bu tip siklonlar en çok basit cihazlar. Çalışma prensibi şu şekildedir; kirli hava odaya girer, orada genleşir ve hızı düşer. Bu, katı parçacıkların kendi ağırlıkları altında yerleşmesine neden olur.

Atalet toz toplayıcılar

Bu tip cihazlar ıslak ve kuru olarak ikiye ayrılır. Çalışma prensipleri bakımından farklılık gösterirler. Örneğin kuru toz toplayıcıları düşünün. Döner siklonlar dış görünüş bana bir hayranını hatırlatıyor. Ancak bu iki cihaz arasında bir fark vardır: Toz toplayıcı yalnızca havayı hareket ettirmekle kalmaz, aynı zamanda içindeki tozu da temizler. Bu işlem pervanenin etkisi altında gerçekleşir.

Siklon yıkayıcılar gibi ıslak toz toplayıcılar, kuru tip cihazlara göre farklı bir prensiple çalışır. Her şeyden önce, giriş borusuna geçerek dağıtıcının tabanına ulaşması için sabit su basıncı sağlayan özel bir su deposu ile donatılmıştır. Siklonun içine giren kirli hava su ile etkileşime girmeye başlar. Sonuç olarak atalet kuvvetleri sayesinde duvarların yüzeyine toz yerleşir.

Akü siklonları: tasarım özellikleri

Bu tip cihaz, 245 mm çapında 16 ila 56 siklon elemanı içeren özel bir tasarıma sahiptir. Bunlar da içi boş silindirik gövdelerden oluşur, Alt kısımÜzerine giriş boruları yerleştirilmiş, yarım salyangoz denilen bir koni şeklinde yapılmış. Bu elemanların içinde ayrıca dikey egzoz boruları da bulunur.

Her akü siklonu üç odadan oluşur:

1. Dikey - arıtılmış gazlar için.
2. Orta - tozlu gazlar için.
3. Alttaki toz toplama kutusu şeklinde yapılmıştır.

Akü siklonlarının ana özellikleri

Biri en önemli özellikler Akü siklonları, bölünmemiş akış geçişini sağlayan değiştirilebilir bölümlerin tamamen yokluğudur. Bu toz toplayıcıların tam olarak çalışabilmesi bu sayededir. Bu tip siklonlar performans ayarlaması gerektirmez. Verimlilikleri yalnızca bir grup kazan için kullanıldığında önemli ölçüde azaltılabilir. Bu nedenle böyle bir cihazın yalnızca bir kazan dairesine kurulması tavsiye edilir. Kural olarak siklonlar, ünitenin arka kısmına, duman tahliye cihazının önüne monte edilir.

Çalışma prensibi: kısa açıklama

Kendi elinizle bir siklon toz toplayıcı yapmak için çalışma prensibini iyi bilmeniz gerekir. Bu cihazın çeşitli endüstrilerde etkin bir şekilde kullanılmasına yardımcı olacak olan bu bilgidir.

Öyleyse toz toplayıcının çalışma prensibinin ne olduğuna bakalım. Kirlenmiş gaz ortamı ilk olarak saniyede yaklaşık 20-25 metre hızla orta odaya beslenir. Orada eşit akışlara bölünür ve siklonik elemanlara gönderilir. Bundan sonra hızlı bir sarmal dönme hareketi. Dolayı

Avantajları:

Grup siklonları Akü siklonları

D D

çeşitler Atıksu. Atık su arıtımında mekanik ve fiziko-kimyasal yöntemler.

Atık su, kullanılmış suyun yanı sıra herhangi bir kirlenmiş alandan geçen sudur. Oluşum koşullarına bağlı olarak atık su evsel, atmosferik (veya yüzey) ve endüstriyel olarak ayrılır.

Evsel atıklar kantinlerden, hamamlardan, çamaşırhanelerden, tuvaletlerden ve diğerlerinden kaynaklanan atık sulardır. Atmosferik atık su, yağış ve işletme bölgelerinden gelen akışlar sonucu oluşur. Organik ve mineral maddelerle kirlenirler.

Bölgede endüstriyel GirişimcilikÜç tür atık su üretilir: evsel, yüzeysel ve endüstriyel.

İşletmelerden kaynaklanan evsel atık su, kendi topraklarındaki duş, çamaşırhane ve kantinlerin işletilmesi sırasında ortaya çıkmaktadır. Firma bu tür atık suların kalitesinden sorumlu olmayıp, şehir arıtma tesislerine göndermektedir.

Endüstriyel işletmelerden kaynaklanan yüzeysel atık sular, çatı ve duvarlarda biriken yabancı maddelerin yağmur, eriyik ve sulama sularıyla yıkanması sonucu oluşur. endüstriyel binalar ve işletmenin topraklarında. Bu suların ana safsızlıkları katı parçacıklar (kum, taş, talaş ve talaş, toz, kurum, bitki ve ağaç kalıntıları vb.), petrol ürünleridir (yağlar, benzin, gazyağı). Her işletme su kütlelerini kirletmekten sorumludur, bu nedenle bu tür atık suyun hacmini bilmek gerekir.

Endüstriyel atık sular suyun teknolojik proseslerde kullanılması sonucu oluşmaktadır. Sayıları ve bileşimleri işletmenin türüne, kapasitesine, kullanılan türlere göre belirlenir. teknolojik süreçler, tatlı su kaynağının bileşimi ve yerel koşullar, endüstriyel işletmeler için su temini ve drenaj planları.

Kullanılan tüm yöntemler mekanik, fiziko-kimyasal, kimyasal ve biyokimyasal olarak ayrılabilir. Mekanik yöntemler atık suyu kaba yabancı maddelerden arındırmak için kullanılır (örneğin çökeltme, süzme ve filtreleme, santrifüj filtrasyon). Atık suyu ince safsızlıklardan, mineral ve organik safsızlıklardan (örneğin pıhtılaşma, flokülasyon,) arındırmak için fiziko-kimyasal yöntemler kullanılır. iyon değişimi, soğurma, ozmoz, ekstraksiyon vb.). İLE kimyasal yöntemler ağır metal iyonlarını uzaklaştırmak için kullanılan nötrleştirme, oksidasyon ve indirgeme ve reaktif saflaştırma yöntemlerini içerir. Biyokimyasal yöntem, evsel ve endüstriyel atık suların birçok çözünmüş organik ve bazı inorganik (hidrojen sülfür, sülfitler, nitritler, amonyak) maddelerden arındırılmasında kullanılır. Saflaştırma işlemi, mikroorganizmaların bu maddeleri yaşam sürecinde beslenme için kullanma yeteneğine dayanmaktadır - mikroorganizmalar için organik maddeler bir karbon kaynağıdır.

Fizikokimyasal yöntemlerin kullanımının birçok avantajı vardır.

1. Atık sudan toksik, biyokimyasal olarak oksitleyici olmayan organik kirleticilerin uzaklaştırılması olasılığı.

2. Mekanik temizliğe göre daha derin ve stabil bir temizlik derecesi elde edilmesi.

3. Daha küçük yapı boyutları (mekanik temizliğe kıyasla).

4. Yük değişikliklerine karşı daha az hassasiyet.

5. Tam otomasyon imkanı.

6. Fiziksel ve kimyasal saflaştırma sırasında meydana gelen süreçlerin kinetiğinin yanı sıra modelleme, matematiksel açıklama ve optimizasyon konularına ilişkin daha derinlemesine bilgi; doğru seçim ve ekipman hesaplamaları.

7.Yöntemler, biyokimyasal saflaştırmanın aksine canlı mikroorganizmaların aktivitesinin izlenmesiyle ilgili değildir.

8. Çeşitli maddelerin geri kazanılma imkanı.

Santrifüj siklonların çalışma prensibi. Siklon tasarımları

Avantajları: aparatta hareketli parçacıkların bulunmaması; yüksek sıcaklıklar gazlar; aşındırıcı malzemeleri yakalama yeteneği; toz kuru biçimde yakalanır; cihazların hidrolik direnci çalışma sırasında pratik olarak değişmez; bu, teknolojik olarak üretimi kolay olan bir ekipman seçerken önemlidir; Gaz tozu içeriğindeki artış, fraksiyonel temizleme verimliliğinde bir azalmaya yol açmaz.

Siklonlar, arıtılmış gazı aparata sağlama yöntemiyle ayırt edilir: aparata gazın spiral şeklinde sağlanması; teğetsel gaz kaynağı; helezoni; gaz geri dönüşlü bir “soket” aracılığıyla gaz beslemesi; doğrudan akış çıkışlı bir "soket" aracılığıyla gaz beslemesi.

Yapısal olarak da ayırt edilirler: silindirik ve konik; grup; Grup siklonları Büyük hacimli gazların arıtılması ve saflaştırma derecesinin arttırılması için kullanılır. Akü siklonları temizlik için kullanılır baca gazları termik santraller, katı yakıt yakan endüstriyel kazan daireleri.

Siklonların çalışma prensibi ve tasarımı

Tozlu gaz akışı içeri verilir Üst kısmı bir silindir olan siklon gövdesi (çap D), altta bir koni ile bitiyor. Siklona gaz giriş borusu dikdörtgen şeklindedir - siklonun silindirik kısmının çevresine teğet olarak yerleştirilmelidir. Gazlar cihazdan çıkar yuvarlak boru(çap D), siklonun ekseni boyunca bulunur. Siklona girdikten sonra gazlar yukarıdan aşağıya doğru hareket eder ve ilk olarak dış kısım arasındaki halka şeklindeki boşlukta döner. silindirik yüzey siklon ve merkezi çıkış borusu ve daha sonra siklonun ana gövdesinde, harici bir dönen girdap oluşturur. Bu durumda, dönen bir gaz akışında asılı kalan toz parçacıklarının, hem silindirik hem de konik kısımları olan siklon gövdesinin duvarlarına doğru fırlatıldığı etkisi altında merkezkaç kuvvetleri gelişir. Bu aşamada merkezkaç kuvvetlerinden dolayı toz biriktirme işlemi gerçekleştirilir.

İkinci aşamada, siklonun konik duvarının yakınında, siklonun giriş ve çıkış boruları arasındaki basınç farkı, basınç kuvveti merkezkaç kuvvetlerini önemli ölçüde aşan gaz akışını etkilemeye başlar. Gaz akışındaki parçacıkların konsantrasyonu maksimum yüke ulaşır. Sonuç olarak, toz parçacıkları ana akıştan salınır ve tozun büyük kısmını bunkerin içine taşıyan ikincil duvar girdabı nedeniyle daha da birikirler. Tozdan arındırılmış, arıtılmış ana gaz akışı, basınç farkı nedeniyle dönmeye başlar ve çıkış borusuna doğru yukarı doğru hareket ederek dahili bir dönen girdap oluşturur.

Siklonların çalışması atalet kuvvetinin kullanımına dayanmaktadır. Gaz boruya 20-25 m/s hızla girmektedir. Teğetsel olarak beslenen gaz, bir dönme hareketi alır ve aşağı doğru döner, aynı anda dönme ve dönme hareketi gerçekleştirir. ileri hareket. Yaklaşık olarak tüm gaz parçacıklarının sabit bir açısal hızla hareket ettiği varsayılabilir. Silindirin çapı boyunca statik basınç sabit değildir. Merkezde bir boşluk yaratılır. Atalet nedeniyle toz silindirin duvarlarına doğru bastırılır. Duvarlara temas eden parçacıklar hız kaybederek akışın dışına düşer. Koninin tepesine doğru ilerledikçe gazın iç katmanları siklon eksenine doğru dönerek egzoz borusuna doğru hareket etmeye başlar ve borunun merkezinde yukarı doğru dönen bir girdap oluşturur. Toz, kül boşaltma borusuna girerek tabana yerleşir. Siklon herhangi bir geometrik pozisyonda çalışabilir.

Tozun dağılım bileşimi ve spesifik yer çekimi kurtarma verimliliğini etkiler. Parçacıklar ne kadar büyük olursa o kadar iyi yakalanırlar.

Geleneksel siklonlarda konsantrasyonun artmasıyla saflaştırma derecesi de artar. Yani E. F. Kirpichev'in deneylerine göre, konsantrasyonun 10 g/m3'ten 75 g/m3'e çıkarılmasıyla verim %65'ten %70'e çıkıyor. Toz konsantrasyonları büyük ölçüde değişebilir. İzin verilen maksimum konsantrasyonlar, tozun yapışmasına, parçacıklarının şekli ve yapısına, taşınan gazın nemine, sıcaklığına ve basıncına, ayrıca siklonun boyutuna ve her şeyden önce toz çıkış borusunun boyutuna bağlıdır.

Gazın sıcaklığı ve viskozitesi siklonun verimini çok az etkiler. Viskozite arttıkça verim düşer. Sıcaklık düştükçe verim de düşer. Böylece sıcaklık 360°'den 150°'ye düştüğünde SCPD %77,7'den %75'e düşer.

Sıradan çeliklerden yapılan siklonlar, 400 °C'yi aşmayan sıcaklıklarda ve dökme demir gövdeli - 500 °C'ye kadar kullanılabilir. Özel çeliklerden yapılmış siklonlar, 750 °C'ye kadar sıcaklıklara ve uygun kalınlıkta ısıya dayanıklı iç kaplamalara sahip olmaları durumunda - 1000 °C'ye kadar ve daha fazlasına kadar kullanılabilir.

Gazların nemi, özellikle parçacıkların yüzeyinde nem yoğunlaşması mümkünse, tozun giderilmesini büyük ölçüde etkiler. Siklonun duvarlarındaki toz birikintilerini ortadan kaldırmak için siklonun arkasındaki sıcaklık, çiğlenme noktasının 15–20 °C üzerinde olmalıdır.

Gaz giriş hızı siklonun verimliliğini büyük ölçüde etkiler. Teorik olarak hız arttıkça verimin de artması gerekir. Uygulamada büyüme ancak belli bir sınıra kadar mümkün oluyor ve sonrasında düşüş başlıyor. En iyi hız 20 ila 29 m/s arasındadır.

Siklonun mutlak boyutları, büyüklüğüne bakılmaksızın Tasarım özellikleri, gaz saflaştırma derecesini önemli ölçüde etkiler. Siklonun boyutunda geometrik olarak benzer bir azalma ile verim artar ve arttıkça azalır. En ince tozun toplanması ilkesine dayanarak, çapı 800 mm'ye kadar, ancak 1000 mm'yi geçmeyecek şekilde paralel bağlanmış tek siklonlar ve aynı siklon bloklarının kullanılması tavsiye edilir. Düşük gaz debileri için siklon çapı 300 mm'den küçük alınabilir. Boyutlar küçüldükçe giriş borusunun genişliği ve dolayısıyla parçacıkların duvara ulaşmak için kat etmesi gereken mesafe azalır; silindir çapı azaldıkça artar açısal hız gazlar ve dolayısıyla parçacıklara etki eden kuvvetler artar. Bu özellik multisiklonların tasarımında kullanılır.

Egzoz borusu çapının siklonun silindirik kısmının çapına oranı azaldıkça verimliliğin arttığı ancak siklonun direncinin de arttığı deneysel olarak tespit edilmiştir. Çoğunlukla bu oran 0,55 ile 0,65 arasında tutulur. Deneyler, toz giderme borusunun çapının siklonun çapına göre 0,16'dan 0,18'e kadar olan optimal oranını belirlemiştir. Koni açılma açısının azaltılması, gaz saflaştırma derecesini bir miktar arttırır. Böylece açı 60°'den 30°'ye değiştiğinde verim %74'ten %78'e çıkar. Siklonun silindirik kısmının yüksekliği arttıkça gaz saflaştırma derecesi bir miktar artar. Yakalanan sürüklenmenin siklondan zamanında çıkarılması, aparatın normal çalışması için vazgeçilmez bir durumdur.

Yoğunluğa sahip gazların geçişi sırasında önerilen çaplardaki tek siklonların maksimum saatlik verimliliği R= 1,32 kg/m3 ve hidrolik dirençlerin 500–850 Pa arasında korunması Tablo 4'te verilmiştir.

Tablo 4 – Tek siklonların maksimum çekiş performansı

Bu siklonlar bloklar halinde düzenlendiğinde 50.000 - 60.000 m3/saat'e kadar verimlilik (gazlar) için kullanılabilir.

Resim 1 - Siklonun tasarımı ve içindeki gaz akışının hareket düzeni: 1 - aparatın silindirik kısmı; 2 - aparatın silindirik kısmına teğetsel olarak bağlanan, silindir eksenine dik bir eksene sahip giriş borusu; 3 - silindirin üst kısmını kaplayan kapak; 4 - egzoz borusu; 5 - vücudun konik kısmı; 6 - çıkış salyangozu; 7 - toz çıkışı; 8 - sığınak; 9 - toz kapısı

Çok sayıda elemanı minimum çapta tek bir cihazda birleştiren tasarım, her elemanın silindirik gövde çapı 40-250 mm olan akü siklonlarıdır.

Şekil 2, TsKTI'nin karşı akım tasarım elemanlarına sahip bir batarya siklonunun diyagramını göstermektedir.

Şekil 2 - Akü siklon devresi

Elemanın gövdesi, iç çapı 250 mm olan dökme demirden yapılmıştır; elemanın çelik egzoz borusu, çapı 150 mm; kılavuz cihazı - bir vida şeridi veya bir soket; kanatların merkez çizgisinin eğim açısı 25 °C'dir. Gaz arıtma vakfı, eleman gövde çapı 150 mm olan elemanlar tasarlıyor.

Tipik olarak pratikte batarya siklonları, daha az siklonlu prototiplere göre daha düşük derecede gaz saflaştırma sağlar.

Akü siklonlarında tüm elemanlar için ortak bir toz kutusu bulunur. Bu, tek bir elemanın verimliliğine (toplama katsayısı) kıyasla akü siklonunun verimliliğini azaltır. Arıza yalnızca gazların elementler arasında eşit olmayan dağılımından kaynaklanmaz ve çeşitli dirençler elemanlarının yanı sıra toz kutusu ile multisiklon elemanları arasındaki gaz alışverişinin bozulmasından da kaynaklanmaktadır.

Gaz değişimi, tüm elemanların aynı olması ve aynı koşullar altında çalışması durumunda da gerçekleşir. Kül boşaltma borusunda aşağıdakiler olur. Nozulun çevresi boyunca, gazın dönmesi nedeniyle basınç daha fazladır, bu nedenle gazların bir kısmı ile birlikte toz aşağı doğru çıkar. Borunun ortasında bir vakum vardır, gaz oradan emilir. Bunker ile eleman arasında gaz değişimi bu şekilde gerçekleşir. Yukarıdaki ihlallerden biriyle bu değişim bozulur. Bireysel elemanlarda borudan emilen gaz miktarı, borudan çıkan gaz miktarından daha fazla olur. Yaklaşan akış, gelen toza doğru hareket eder ve elemanın verimliliğini azaltır. Diğer elementlerde emilenden daha fazla gaz dışarı çıkacaktır. Bu elementlerin yakalanma oranı biraz daha yüksek olacaktır ancak diğer elementlerin kaybını karşılayacak kadar fazla olmayacaktır. Genel saflaştırma derecesi azalır.

Akü siklonunun dezavantajlarından biri kül ile tıkanmasıdır, bu da siklonun direncini büyük ölçüde artırır. Tıkanma, düşük yüklerde düşük gaz hızı nedeniyle veya gazların elemanlar arasında eşit olmayan dağılımı nedeniyle meydana gelir.

Büyük önem Siklonun stabil çalışması için sıkışan parçacıkları uzaklaştırır. Siklondan toplanan tozun uzaklaştırılması şeması aşağıdakilerden oluşur:

Yakalanan tozun toplandığı bir sığınak;

Contayı kırmadan bunkerdeki tozu gidermenizi sağlayan toz contası;

Depolama kutusuna beslemek için toz konveyörü;

Depolama haznesi;

Toz kütlesinin tozsuz bir duruma dönüştürüldüğü ve kayıpsız bir şekilde imha edilmek üzere uzaklaştırılmasını mümkün kılan bir nemlendirici.

Toz boşaltma şemasının seçimi ve kullanılan ekipman türleri bir dizi faktöre göre belirlenir: siklonun türü, tozun bertaraf edilmesi veya bertaraf edilmesi yöntemi, miktarı ve özellikleri. Fakat zorunlu unsurlar Devre bir sığınak ve bir toz kapısı içerir.

Kuru toz toplayıcıları çalıştırırken, planlı onarımlar sırasında, doğrudan cihazların çalışması sırasında giderilebilecek veya temizleme işlemi askıya alınabilecek ve gaz ünitesinin planlanmamış onarımları gerçekleştirilebilecek bir takım arızalar ve arızalar ortaya çıkar. Mekanik kuru toz toplayıcıların bir takım tipik arızaları tabloda listelenmiştir. 5:

Tablo 5 - Kuru mekanik toz toplayıcıların tipik arızaları

Tekli, gruplu ve akülü siklonlar, santrifüj tipi ataletsel toz toplayıcılar olarak sınıflandırılır. Siklonlarda toz toplama, gaz akışı döndüğünde ortaya çıkan merkezkaç kuvvetlerinin kullanımına dayanmaktadır. Bu hareket, gazların siklon gövdesine teğetsel veya spiral olarak beslenmesi yoluyla veya gazların siklona eksenel olarak beslenmesi için bükme cihazlarının kullanılması nedeniyle oluşturulur.

Tekli siklonlar kaba toz, talaş ve talaşların çökeltilmesi için tasarlanmıştır. Çalışma prensipleri, asılı parçacıkların etkisi altında, toz ayırıcının dış silindirik veya konik duvarlarına baskı yapan, hız kaybeden ve alt konik kısımdan çıkışa - toz toplayıcıya düşen merkezkaç kuvvetine dayanmaktadır. Havada arıtılan ince tozlar çıkış borusundan yukarıya doğru atılır. Yanlış kullanıldığında yanıcı ve patlayıcı tozlar, statik elektrik deşarjlarından dolayı siklonlarda patlayabilir, bu nedenle bunları üretim tesisleri yasaklı. Arıtma derecesi hesaplanırken gerekli derecenin sağlanmadığı ortaya çıkarsa, siklonların birbirini takip eden iki aşamada kurulması mümkündür.

Grup siklonlar tek siklonların birleştirilmesiyle elde edilir. Tipik olarak, bir grup tasarımında, küçük boyutlu silindirik siklonlar kullanılır ve bunları bir veya iki sıralı dikdörtgen düzenlemeye sahip bir grupta 2, 4, 6 ve 8 aynı siklonlara (Şekil 2,a) veya 10'a monte edilir. , 12 ve 14 adet tekli siklon dairesel düzende bir grup halindedir (Şekil 2, b).

Büyük hacimli havalandırma emisyonlarını temizlerken, tek bir büyük siklon yerine daha küçük boyutlarda grup siklonları kurmak daha mantıklıdır.

Küçük boyutlu siklonlarda (multi-siklonlarda) merkezkaç kuvvetinin büyüklüğü, parçacığın siklon ekseninden uzaklığıyla ters orantılıdır, dolayısıyla küçük çaplı siklonlarda bu kuvvetin büyüklüğü artar. Ayrıca siklonun boyutunun azalmasıyla birlikte siklonun iç silindirik kısmından dış duvarına olan mesafe azalır, yani parçacığın birikmeden önceki yolu azalır. Kasırgalar daha küçük çap Temizleme katsayısı yüksek olduğundan hava ve gazlardan ince, kuru ve hafif tozları yakalamak için kullanılırlar. Bir multisiklonun üretkenliği sınırlıdır, bu nedenle birkaç siklon, grup ve batarya olarak adlandırılan gruplar veya bataryalar halinde birleştirilir.

Endüstri birkaç tür siklon üretmektedir. En yaygın kullanılan siklon tasarımları TsN, TsN-11, TsN-15, TsN-15U, TsN-24'tür. Siklonları seçerken ve hesaplarken toplanan tozun özellikleri dikkate alınmalıdır: minimum çap toz parçacıkları, aşındırıcılık, yapışkanlık, gazların sıcaklığı ve nemi, korozyon, yangın ve patlama tehlikesi. Bunkerlerden toplanan toz, toz boşaltma cihazları - toz kapakları aracılığıyla uzaklaştırılır.

Şekil 2. Grup siklonları: a - bir kaide üzerinde TsN-11 (bir araba toz toplayıcısından tozu boşaltmak için); B-- NIIOGaz TsN - 10 veya daha fazla siklondan oluşan bir grup; 8 - akü siklonu; 1 -- giriş borusu; 2 -- siklonik elemanlar; 3 -- bölüm: g -- akü siklon elemanı: 1 -- çerçeve; 2 -- çıkış borusu; 3 - vida bıçakları.

Toz sızdırmazlığının en önemli şartı sızdırmazlıktır. Toz contasının sızıntısı, havanın hazneye ve ardından toz çıkışlarından siklonlara sızmasına neden olur, çünkü endüstriyel sanitasyon gerekliliklerine uygun olarak çoğu siklon vakum altında çalışır, temizleme derecesi keskin bir şekilde azalır.

Şekil 3. Panjur siklonlu toz toplayıcı: 1 - toz toplayıcı; 2 - siklon; 3-panjur

Akü siklonları (Şekil 2, c), aşağıdakilerden oluşan toz toplama cihazlarıdır çok sayıda siklon-küçük çaplı yeni elemanlar , tek bir muhafazada birleştirilmiştir ve ortak bir gaz kaynağı ve çıkışının yanı sıra toplanan toz için ortak bir toplama hunisine sahiptir.

Akü siklonlarında gaz saflaştırması merkezkaç kuvvetlerinin kullanımına dayanmaktadır. Tekli ve grup siklonlardan farklı olarak, çoğu akü siklon tipinde, arıtılmış gazların dönme hareketi, her siklon elemanına dönen bir kılavuz kanat yerleştirilerek oluşturulur.

Louvre-siklon toz toplama. Panjur-siklon toz toplama tasarımı (Şekil 3) en basit atalet aparatıdır 1 panjurlu ızgaralı 3. Panjurlar, 2...3 mm aralıklı üst üste binen plaka veya halka sıralarından oluşur ve sabit bir gaz akış hızını korumak için ızgaranın tamamına bir miktar koniklik verilir. Izgaradan 15 m/s hızla geçen tozlu akış aniden yön değiştirmektedir. Panjurlu ızgaranın eğimli düzlemlerine çarpan büyük toz parçacıkları atalet yoluyla ızgaradan koninin eksenine yansıtılır ve biriktirilir. Büyük tozdan arındırılmış ve ızgaradan geçen gaz aparattan çıkar.

Panjur ızgarasının önündeki boşluktan emilen ve esas olarak ince tozu içeren gaz akışının bir kısmı (%5,10) siklona gönderilir. 2, merkezkaç kuvvetlerinin etkisi altında ince tozdan arındırıldığı ve daha sonra tozlu gazın ana akışına bağlandığı yer. Bu tür cihazlarda gaz, partikül boyutu 25 mikron olan tozdan yaklaşık %60 oranında arındırılmıştır. Nispeten düşük verimlilikleri ve yüksek hidrolik dirençleri nedeniyle, bu cihazlar yaygın olarak kullanılmaz ve seri üretilmez, ancak bazı durumlarda (özellikle diğer toz toplama cihazlarıyla birlikte) kullanımları oldukça haklıdır.

Siklonları seçerken ve hesaplarken, toplanan tozun aşındırıcılık ve yapışkanlık gibi özelliklerinin dikkate alınması gerekir. Aşınma aşınmasını azaltmak için siklonlar izin verilen en düşük gaz hızlarında çalışacak şekilde tasarlanmalıdır. Orta derecede topaklanmış ve çok topaklanmış tozları toplarken, tıkanmaya eğilimli olan küçük çaplı siklonları (600-800 mm) kullanmayın.

Özellikle ısıtılmış ve nemli gazların temizlenmesi için siklonlar tasarlanırken, siklonların ıslak tozla tıkanmasını önlemek için gazlardan su buharı oluşumunun önlenmesi gerekir. Bunu yapmak için, temizlik için sağlanan gazların sıcaklığının çiğlenme noktası sıcaklığının en az 20 ° C'nin üzerinde tutulması gerekir. 0,25°; mahfaza belirli bir kalınlıkta ısı yalıtımı ile kaplanmalıdır.

Grup siklonları tasarlarken, arıtılmış gazların siklonlar arasında eşit şekilde dağıtılması (simetrik besleme sağlanması) çok önemlidir. Bu koşulun ihlal edilmesi durumunda, bireysel siklonların farklı hidrolik dirençleri nedeniyle, bazı gazlar, ortak bir bunkerde bulunan toz çıkışları yoluyla bir siklondan diğerine akacaktır.

Ağaç işleme işletmelerinde pnömatik taşıma ve aspirasyon sistemlerinde havalandırma havasını temizlemek için Giprodrev, Giprodrevprom, Klaipeda OEKDM ve UC tipi siklonlar kullanılmaktadır. Giprodrev siklonları talaşları ve büyük talaşları etkili bir şekilde yakalar.

Giprodrev ve Klaipeda OEKDM'nin “C” tipi siklonları, ahşap tozundan talaş ve talaş toplamak için tasarlanmıştır. Devrenin yalnızca boşaltma tarafına monte edilirler ve atmosfere atılırlar. “C” tipi siklonlarda, geçen hava akışından talaşların yakalanmasını önlemek için egzoz borusunun altına bir ayırıcı monte edilir.

Ağaç işlemede ince ahşap tozunun yanı sıra polyester tozunu toplamak için un öğütme endüstrisinden ödünç alınan UC-38 tipi siklonlar kullanılır; konfigürasyonları, geometrik ilişkileri ve performans göstergeleri açısından UC siklonları aşağıdakilere benzer: NIIOGaz'ın konik siklonları.

Siklonlar çok yaygın bir toz toplayıcı türüdür. Onlarca yıldır katı ve damlacık parçacıkları gaz akışlarından ayırmak için kullanılıyorlar. En gelişmiş siklon tasarımlarında 5 mikron ve daha büyük boyuttaki parçacıkların tamamen yakalanması mümkündür. Yukarıda belirtildiği gibi siklonlarda toz toplama, parçacık ataletinin (merkezkaç kuvveti) kullanımına dayanmaktadır.

Tozlu gaz akışı genellikle siklon gövdesinin üst kısmına verilir; bu çoğu durumda bir silindirdir (çapı). D), altta bir koni ile sonlanır (Şekil 5.7). Siklona gaz giriş borusu - çoğu durumda dikdörtgen şeklinde - siklonun silindirik kısmının çevresine teğet olarak yerleştirilmelidir. Gazlar aparattan yuvarlak bir boru (çap) yoluyla çıkar. D), siklonun ekseni boyunca bulunur. Siklona girdikten sonra gazlar yukarıdan aşağıya doğru hareket eder, önce siklonun dış silindirik yüzeyi ile merkezi çıkış borusu arasındaki halka şeklindeki boşlukta ve ardından siklonun ana gövdesinde dönerek harici bir dönen girdap oluşturur. Bu durumda, dönen bir gaz akışında asılı kalan toz parçacıklarının (veya sıvı damlalarının) hem silindirik hem de konik parçalar olan siklon gövdesinin duvarlarına doğru fırlatıldığı etkisi altında merkezkaç kuvvetleri gelişir. Bu aşamada merkezkaç kuvvetlerinden dolayı toz biriktirme işlemi gerçekleştirilir.

İkinci aşamada, siklonun konik duvarının yakınında, çok yüksek ve aşırı toz parçacıkları konsantrasyonuna sahip olan (özellikle siklonun duvarlarına yakın) gaz akışı, giriş ile arasındaki basınç farkından etkilenmeye başlar. Sıkıştırma kuvveti merkezkaç kuvvetlerini önemli ölçüde aşan siklonun çıkış boruları. Gaz akışındaki parçacıkların konsantrasyonu maksimum yükü başlatır, yani. Belirli koşullar altında bir gaz akışının taşıyabileceği toz miktarı. Sonuç olarak, toz parçacıkları ana akıştan salınır ve tozun büyük kısmını bunkerin içine taşıyan ikincil duvar girdabı nedeniyle daha da birikirler. Tozdan arındırılmış, arıtılmış ana gaz akışı, basınç farkı nedeniyle dönmeye başlar ve çıkış borusuna doğru yukarı doğru hareket ederek dahili bir dönen girdap oluşturur.

5.4.3. Siklonların hesaplanması için teorik temel

Siklonlardaki toz toplama işleminin karmaşıklığı, henüz tasarımlarının ve verimliliklerinin yalnızca teorik gelişmelere dayanarak hesaplanmasına izin vermemektedir. Bu, teorik hükümlerde bir takım basitleştirmelere izin verilmesi ve bunun sonucunda hesaplanan verilerin pratikte elde edilen verilerle örtüşmemesiyle açıklanmaktadır. Aynı zamanda teorik prensipleri kullanarak siklonlarda toz toplama süreci üzerindeki faktörlerin etkisini net bir şekilde belirlemek mümkündür.

Siklonun tasarım şeması Şekil 5.10'da gösterilmektedir. Bir siklon hesaplamak için teorik formüller türetirken, kütleli bir parçacığın hareketini göz önünde bulundurun M h, toz parçacığına etki eden merkezkaç kuvveti dengede olduğunda meydana gelen radyal yönde (siklon duvarlarına doğru) F Merkez Bankası ve direniş güçleri F Gazlı ortamdan parçacıkların hareketine. Bu iki kuvvet dengelendikten sonra parçacık ataletle sabit bir hızla siklon duvarına doğru hareket edecektir. v R .

Bir parçacığı dönen bir gaz akışından cihazın duvarlarına fırlatan merkezkaç kuvvetinin büyüklüğü aşağıdaki formülle ifade edilir:

Nerede v g = v h - siklonun giriş borusundaki gaz hızına ve parçacık hızına eşit olarak alınan siklondaki gaz akış hızı v gazlarda h, m/sn;

R– gaz akışının dönme merkezinden (siklon ekseni) parçacığa olan mevcut mesafe, m;

M h – parçacık kütlesi, kg.

Merkezkaç kuvvetinin etkisi altında parçacık, radyal yönde siklon duvarına doğru belirli bir hızla hareket eder. v R. Gazlı ortam, değeri Stokes formülüyle belirlenen bu harekete direnç sağlar:

. (5.2)

Siklona girdikten sonra merkezkaç kuvveti F Merkez bankası çevrenin direnç güçlerini önemli ölçüde aşıyor F C, çünkü toz parçacığının radyal yöndeki hızının başlangıç ​​değeri sıfıra eşitti. Ancak bu hız arttıkça neredeyse saniyenin yüzde biri kadar bir süre sonra bu kuvvetler eşitlenir ve bu andan itibaren parçacık radyal yönde sabit bir hızla hareket etmeye devam eder. v R eşitlikten belirlenen

.

Parçacık kütlesinin eşit olduğu düşünülürse
, siklonun duvarlarında parçacık birikme hızı v R aşağıdaki ifade kullanılarak tahmin edilebilir:

(5.3)

Nerede D h – parçacık çapı, m;

ρ h – parçacık yoğunluğu, kg/m3;

μ g – gaz ortamının dinamik viskozitesi, n · s/m2 .

Radyal yöndeki en uzun yol, siklona girdikten sonra iç (çıkış) borunun yakınında bulunan parçacık için olacaktır. Bu yol eşittir R 2 – R 1 nerede R 2 siklonun yarıçapıdır ve R 1 – çıkış borusunun yarıçapı (duvar kalınlığını ihmal ediyoruz). Zamanı tahmin edelim T Böyle bir parçacığın oradan hareket etmek için zamana sahip olması için gerekli olan R 1 ila R 2:

. (5.4)

İfade (5.3)'te miktarın olduğuna dikkat edin. R değişken bir miktardır, ortalama olarak eşit alınabilir
. Bu değer dikkate alındığında R formül (5.3)'te ve ardından yerine koyma v R(5.3)'ten (5.4)'e kadar şunu elde ederiz:

(5.5) ifadesini elde etmek de kolaydır;

.

Bu ifadeyi entegre etmek R 1 ila R 2, parçacık biriktirme süresi formülünü elde ederiz T, formül (5.5)'e benzer:

.

İfadeden (5.5) en küçük parçacıkların boyutunu bulabiliriz D h min yolu kapatmayı başaran ( R 2 –R 1) siklonun gaz akışıyla geçişi sırasında, yani toz parçacığının siklonda kalma süresi t sırasında:

. (5.6)

Bir parçacığın siklonda ortalama kalış süresinin alınması
, Nerede N gaz akışının siklonda yaptığı dairelerin (devirlerin) sayısıdır (genellikle 2'ye eşit kabul edilir), ifade (5.6) aşağıdaki gibi yeniden yazılabilir:

(5.7)

(5.6) ve (5.7) ifadelerini dikkate alarak etkinin izini sürebiliriz. Çeşitli faktörler siklondaki toz toplama derecesine bağlıdır.

1. Artan gaz akış hızıyla v h siklondaki toz toplamayı iyileştirir. Ancak yüksek hızlarda siklonda temizleme veriminin artışı yavaşlar ve belli bir sınır aşıldığında siklonun tasarımına ve toplanan tozun dağılan bileşimine bağlı olarak azalmaya bile başlar. Bunun nedeni, halihazırda yerleşmiş olan toz parçacıklarını bozan türbülansların oluşmasıdır. Tipik olarak siklona en etkili gaz giriş hızları 20...25 m/s aralığındadır ancak 15 m/s'den az değildir.

2. Büyük toz parçacıkları daha hızlı yerleşir. ρ h parçacıklarının madde yoğunluğundaki bir artış da onların yakalanmasını hızlandırır.

3. (5.6) ve (5.7)'deki ifade ( R 2 2 – R 1 2) ( R 2 + R 1)·( R 2 – R 1). Böylece azalırken ( R 2 – R 1), toz parçacığının kat ettiği yol kısaltılır, dolayısıyla birikmesi kolaylaşır. Ancak eğer değer ( R 2 – R 1) çok küçük olursa giriş borusu tozdan tıkanabilir. Tozun topaklanma eğilimi gösterdiği, duvarlara yapıştığı ve gaz akışındaki toz konsantrasyonunun önemli olduğu durumlarda bu husus akılda tutulmalıdır.

4. Değerler arasında fark varsa ( R 2 – R 1) sabit kalır ancak mutlak değerler artar R 1 ve R 2 ise toplamları da artar ( R 2 + R 1) ve toz birikmesi yavaşlar. Siklonun çapının arttırılmasının temizleme verimliliğini kötüleştirdiği anlaşılmaktadır. Yüksek toz toplama verimliliği elde etmek için, küçük çaplı siklonların kullanılması daha iyidir, ancak bu ya gaz hızında önemli bir artışa yol açar ki bu her zaman kabul edilebilir değildir (bkz. madde 1) ya da gazın birkaç paralel içinden geçirilmesi ihtiyacına yol açar. siklonlar kuruldu. Aynı zamanda, çapı 800...1000 mm'yi geçmeyen siklonların gruplandırılarak kurulması, ancak bir grupta sekizden fazla siklon olmaması tavsiye edilir.

5. Sıcaklık arttıkça gazların viskozitesi μg artar ve bu da siklondaki toz toplama verimliliğini azaltır.

Yukarıda teorik hesaplamaların ve sonuçta elde edilen formüllerin (5.5) ve (5.6) bir takım basitleştirmeler ve varsayımlarla ilişkili olduğu belirtilmişti. Örneğin: 1) toz parçacıklarının normal birikmesini bozan, dönen bir gaz akışının rastgele girdap hareketinin etkisi dikkate alınmaz; 2) biriktirme işlemi sırasında küresel toz parçacıklarının değişmediği ve pıhtılaşmadığı varsayılmaktadır; 3) siklonun duvarlarına ulaştıklarında gaz akışına yeniden katılmazlar; 4) siklonun konik kısmının etkisi dikkate alınmaz; 5) tozun giriş borusu vb. kesiti boyunca eşit şekilde dağıldığı varsayılmaktadır.

Siklonların çalışması düşünülürken, gaz akışının geçişine karşı hidrolik dirençleri de dikkate alınmalıdır ∆ R, formülle belirlenir

, Pa, veya
, mm su Sanat.,

burada ρ g gaz ortamının yoğunluğudur (çalışma koşulları altında), kg/m3;

v in – giriş borusundaki gaz hızı, m/sn;

ξ΄ hidrolik direnç katsayısı.

Genellikle bir siklonun hidrolik direnci, geleneksel gaz hızının siklon silindirinin tüm kesit alanına bölünmesinin bir fonksiyonu olarak belirlenir. v dönüşüm:

, Pa, veya
, mm su Sanat.

ξ΄, ξ katsayılarının değerleri siklonların tasarımına bağlıdır; genellikle belirli bir tasarımı açıklarken verilirler. Siklonları ve grup tipini (pil) takarken direnç katsayısının yaklaşık% 10 arttığına dikkat edilmelidir.