Логотим Метталум
Проектирование, изготовление, монтаж, запуск, паспортизация
+38 (048) 706 26 73
+38 (097) 743 69 84
metallum_office@ukr.net

Батарейные циклоны и мультициклоны

Батарейные циклоны и мультициклоны

Относительная сложность батарейных циклонов по сравнению с обычными оправдывается их более высокой эффективностью при очистке газов от мелкодисперсных частиц. Недостатки этих аппаратов – забиваемость, несколько большее аэродинамическое сопротивление по сравнению с обычными циклонами, а также трудности очистки и монтажа. Разработки новых конструкций направлены в основном на преодоление этих недостатков, а также и на повышение степени очистки газов.

Существует установка с двухступенчатыми мультициклонами в блочном исполнении производительностью 10-120 тыс.м3/ч для горячих газов (температурой до 400 С). Каждый блок состоит из девяти двухступенчатых циклонов (производительность каждого 450-465 мЗ/ч). Для первой ступени очистки служит коническая труба с тангенциальным вводом запыленных газов. Из нижней части конуса пыль отсасывается вместе с 10-15% газов и ссыпается в бункер. Очищенные газы по центральным трубам выходят вверх, собираются в общем коробе и затем распределяются по прямоточным цилиндрическим циклонам второй ступени очистки, откуда окончательно очищенные поступают в дымосос. Отсасываемые с пылью газы циркулируют в пылеуловителе по замкнутому контуру при помощи отдельного вентилятора.   

Батарейные циклоны, как и обычные, можно использовать в некоторых случаях для очистки газа с одновременным разделением твердых включений на фракции по размерам или по плотности. Один из вариантов такого аппарата, имеет два бункера (рис. 1), закрытые сверху трубной решеткой 1, в которой установлены циклонные элементы 2. Запыленный воздух входит через патрубок 3, в котором установлена перегородка 4, направляющая поток газа слегка вверх, благодаря чему частицы механических включений с большей массой проходят над циклонами бункера первой ступени в зону второго бункера. Более легкие частицы поступают в первый бункер. Перегородки 5 также препятствуют попаданию тяжелых частиц в первый бункер. При помощи специального устройства можно изменять угол наклона к горизонтали перегородок 4 и 5. Наклон крышки 6 обеспечивает постоянную скорость газового потока по длине аппарата.

 

Рис. 1

Также известна конструкция батарейного циклона аналогичной конструкции, но с шарнирно закрепленной перегородкой 7 между выгрузными бункерами. Поворотом этой перегородки рукояткой, расположенной снаружи корпуса, можно направлять выпадающие из циклона частицы к любому из разгрузочных отверстий.

Тем самым изменяется граница между разделяемыми фракциями. Также привеняется вариант циклона с двумя перегородками, позволяющими разделять твердую фазу на три фракции.

В промышленности используется прямоточный батарейный циклон с повышенной эффективностью пылеулавливания (рис. 2). В аппарате предусмотрено отсасывание воздуха из бункерной части, что уменьшает пылеунос. Камера аппарата 1 с пылесборным бункером 4 разделена вертикальными перегородками 9 на отсеки. В перегородках установлены циклонные элементы 8. На входном конце цилиндрического корпуса 10 элемента имеется конический завихритель с лопатками 2. Уловленная пыль удаляется в бункер через разгрузочную щель 6, а очищенный газ - через выхлопную трубу 7.

Газ из бункера отсасывается рециркуляционной трубой 3, поскольку в средней части корпуса элемента, при завихрении потока понижается давление. Это позволяет исключить устройство дополнительной рециркуляционной, системы для предотвращения пылеуноса из бункера. Во избежание перетекания газа перегородки опущены в бункер и имеют внизу клапаны 5, открывающиеся под влиянием веса осажденной пыли.

 

Рис. 2

Предпринимаются попытки создать компоновку батарейных циклонов, обеспечивающую легкий доступ для очистки наиболее забивающихся узлов (главным образом циклонных, элементов). На рис. 3, а и б представлены две схемы батарейного циклона. Циклонные элементы расположены параллельными рядами. Каждые два ряда подключены к одному коллектору очищенного газа. Для предотвращения потерь напора при встрече в коллекторе двух потоков с разных сторон короба коллекторов оборудуют перегородками, либо вращение газовых потоков в противолежащих циклонах происходит в противоположных направлениях, что обеспечивает совпадение направлений потоков на выходе их в коллектор. Чтобы избежать нежелательного взаимодействия потоков циклоны, можно располагать на разной высоте.

 

Рис. 3

В схеме (рис. 3, б) циклонные элементы расположены также параллельными рядами, находящимися на, разных уровнях. Циклоны наклонены к вертикали для дополнительной компактности и крепятся к стенкам коллекторов без болтовым способом для того, чтобы каждый отдельный элемент можно было легко снять. Крышки элементов также съемные. Выход, очищенного газа в прямоугольные короба большого сечения обеспечивает меньшую потерю напора по сравнению с выходом газа в межциклонное пространство сложной формы.

На рис. 3, в изображена схема батарейного циклона с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением. Рабочее колесо вентилятора 1 с лопатками 2 расположено непосредственно над выхлопными трубами циклонных элементов 3, установленных по окружности с диаметром, равным диаметру рабочего колеса вентилятора. Таким образом, отпадает необходимость в воздуховодах, соединяющих вентилятор с циклоном. При изменении расхода газа часть циклонных элементов можно отключить при помощи клапанов 4.

Для увеличения эффективности работы батарейных циклонов рекомендуются следующие, соотношения размеров циклонных элементов: длина цилиндрической части корпуса элемента не менее семи радиусов корпуса, диаметр нижнего отверстия корпуса 0,65-0,95 внутреннего диаметра выхлопной трубы, а последний 0,55-0,65 внутреннего диаметра цилиндрической части корпуса элемента. Направляющий аппарат типа розетки должен иметь лопатки с радиусом кривизны изогнутой поверхности равным 0,18-0,21 внутреннего диаметра корпуса циклонного элемента. Угол наклона плоской поверхности лопатки 40-60° (лопатки имеют участки с изогнутой и плоской поверхностями). 6-10 лопаток розетки устанавливаются так, чтобы сверху вдоль оси циклонного элемента верхняя часть лопатки, перекрывала край нижней плоской части предыдущей лопатки.

При указанных размерах циклонного элемента пылеотводящее отверстие не забивается пылью, так как при большом относительном диаметре пылеотводящего отверстия давление в пылесборнике ниже давления в выхлопной трубе. Вследствие этого нет выходящего потока газа через отверстие для отвода пыли. Большая величина кольцевого зазора между корпусом и выхлопной трубой также уменьшает его закупорку пылью.

Описаны некоторые встряхивающие (ударные) устройства для очистки стенок батарейных циклонов от налипающей пыли. В одном из них, предназначенном для прямоточных аппаратов, в качестве ударников используют закручиватели входящих газов. Закручиватель 7 (рис. 4, а), укреплен на штанге 4, приводимой в движение через вал 5 рычагом 2. Между крыльчаткой закручивателя и корпусом 1 циклона образован кольцевой зазор 6, в котором качается патрубок 3, жестко связанный с крыльчаткой, и ударяет по корпусу. Другое устройство состоит из стержней-шатунов, расположенных между рядами циклонных элементов и приводимых от коленчатого вала приводом. На стержнях подвешены качающиеся молоточки. При возвратно поступательном движении стержней молоточки попеременно ударяют в две пары расположенных рядом циклонов, стряхивая пыль.

В тех случаях, когда очистка встряхиванием неэффективна, прибегают к периодической разборке батарейных циклонов. Во избежание этой трудоемкой и длительной операции разработано приспособление для очистки внутренних поверхностей элементов мультициклонов без их разборки.

В сложенном виде устройство (рис. 4, б) вводится в выхлопную трубу элемента и закрепляется болтом. При вращении ручки штанга 8 поднимается до упора, а очисти тельная планка 9, поднимаясь в кожухе, снимает пыль с конической и тангенциальной части трубы. Несколько поворотов штанги обеспечивают хорошее удаление на липшей пыли. Приспособление создано применительно к мультициклону, однако при некотором изменении конструкции данное устройство может быть использовано и для других типов батарейных циклонов.

Известно, что эффективность работы циклонного элемента в значительной степени зависит от правильной геометрической формы его деталей: корпуса, выхлопной трубы, конической части. Нарушение, геометрии деталей (овальность, вмятины и др.) изменяют аэродинамику газового потока и в результате ведут к повышенному пылеуносу, забиваемости элементов и т.д.

 

Рис. 4

Обычные широко распространенные сварные конструкции циклонных элементов подвержены при изготовлении искажениям геометрической формы из-за большой протяженности и сложной конфигурации сварных швов, тепловых деформаций (особенно при отсутствии специальной технологии и оснастки при изготовлении в механических мастерских химических предприятий).

Поэтому известный интерес представляет циклонный элемент разборной конструкции, в которой облегчено сохранение правильной геометрии. При этом также исключены многочисленные болтовые соединения.

Циклонный элемент (рис. 4, в) состоит из трубы 17, нижнего бонуса 18, выходного патрубка 13, осевого направляющего аппарата 16. Уплотнение обеспечивается прокладками 12. На патрубке приварены бобышки 11 с нижним, скосом, а под ними находится свободное нажимное кольцо 20, опирающееся через прокладку на ступицу направляющего аппарата. В отверстии разделительной стенки 14 патрубок укреплен при помощи конического опорного кольца 15. Между бобышками и нажимным кольцом забиваются клинья 10 что обеспечивает в результате распора между стенка ми 14 и 19 прочное и герметичное соединение элементов циклона. Клинья могут быть выполнены также в виде выступов на нажимном кольце. Тогда распор осуществляется поворотом этого кольца. Вариант такой конструкций предусматривает применение распорных болтов вместо клиньев.

НПФ МЕТАЛЛУМ изготавливает любые конструкции циклонных пылеуловителей с учетом технологического процесса на Вашем производстве. Батарейные циклоны и мульти циклоны в некоторых случаях могут заменить циклоны конструкции НИИОГАЗ (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24, СК-ЦН-34, СДК-ЦН-33, СЦН-40). На пищевых предприятиях для замены циклонов ЦОЛ, 4БЦШ (У21-ББЦ), УЦ-38 на батарейные или мультициклоны нужно проводить дополнительные расчеты и исследования, так как пыль пищевых производств обладает повышенными адгезионными свойствами и сильно налипает на стенки. В деревообрабатывающей промышленности, где в основном используются циклоны ЛДА, ОЭКДМ-К, Ц, ЦДО, УЦ, также необходимо проводить дополнительные конструктивные изыскания.

Для более подробной информации звоните по тел. 097 743 69 84 или пишите на e-mail:metallum_office@ukr.net.