14.2.1. Конструкції циклонів

Циклони НДІОГаз. В інституті НДІОГаз розроблений ряд конструкцій циліндричних і конічних циклонів. Широкого поширення набули циліндричні циклони (рис. 14.5) ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24. Цифрове позначення циклону відповідає куту нахилу кришки апарату і патрубка, що підводить запилений потік. Для даних циклонів характерна подовжена циліндрична частина корпусу. Циклон ЦН-15У має укорочену конічну частину. Його застосовують при обмеженні по висоті, він має дещо гірші показники, ніж ЦН-15.

Рис. 14.5. Циклон ЦН конструкції Рис. 14.6. Групова установка

НДІОГаз циклонів ЦН

Циклон ЦН-11 призначений для очищення повітря (газів) від сухого неволокнистого пилу, що не злипається, утворюється в різних помольних і дробильних установках і при транспортуванні сипких матеріалів.

Для вловлювання вибухонебезпечного і легкозаймистого пилу циклони ЦН повинні бути виконані за спеціальними кресленнями і не мати вузлів, де могло б відбуватися скупчення пилу, і повинні бути забезпечені необхідною кількістю вибухових клапанів.

Циліндричні циклони ЦН залежно від необхідної продуктивності можна встановлювати одиночно або компонувати в групи по два, чотири, шість, вісім циклонів (рис. 14.6).

Співвідношення розмірів (у долях внутрішнього діаметру) для циклонів ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24 подано в табл. 14.2.

Таблиця 14.2.

Співвідношення розмірів (у долях внутрішнього діаметру) для циклонів ЦН-11, ЦН-15, ЦН-15У, ЦН-24

До конічних циклонів НДІОгаз відносяться апарати СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М (рис. 14.2,г; табл. 14.3). Циклони мають подовжену конічну частину і спіральний вхідний патрубок. Циклони володіють високою ефективністю очищення. Вони призначалися для вловлювання сажі.

Таблиця 14.3.

Співвідношення розмірів (у долях діаметру D) для циклонів СДК-ЦН-33, СК-ЦН-34, СК-ЦН-34М

Фракційна ефективність циклонів ЦН-11, ЦН-15 і конічних циклонів представлено на рис. 14.7.

Рис. 14.7. Фракційна ефективність циклонів ЦН НДІГаз: 1 − ЦН-11; 2 − ЦН-15; 3 − ЦН-15У; 4 − ЦН-24; 5 − СДК-ЦН-33; 6 − СК-ЦН-34.

Циклони СІОП (Свердловський інститут охорони праці) повністю позбавлені циліндричної частини. Вихлопна труба опущена у верхню частину конуса. Вхідний патрубок має трикутний перетин (рис. 14.8, табл. 14.4). Циклони СІОП застосовують для очищення газів (повітря) від сухого неволокнистого пилу, що не злипається.

Рис. 14.8. Циклон конструкції СІОП: 1 – корпус: 2 – розкручувач; 3,4 – вхідний і вихідний патрубки; 5 – кришка корпусу; 6 – пиловідвідний патрубок; 7 – розкручувач; 8 – ковпак.

При встановленні циклону на всмоктуючій лінії вентилятора очищений газ (повітря) виходить з апарату через розкручувач з гвинтовою кришкою, а при установці на нагнітальній лінії – через шахту з ковпаком або розкручувачем у вигляді плоского щита.

Таблиця 14.4.

Циклони конструкції СІОП

Циклони ВЦНІІОП. Циклони зі зворотнім конусом розроблені ВЦНІІОП (м.Москва) (рис. 14.9, табл. 14.5).

Рис. 14.9. Циклон ВЦНІІОП

Застосовують для вловлювання сухого, що не злипається, не волокнистого і абразивного; а також слабкозлипаємого (сажа, тальк) пилу. Пилогазовий потік проходить в бункер через кільцеву щілину між двома сполученими осьовими конусними поверхнями. Знепилений газ (повітря) повертається в корпус циклону через отвір у вершині внутрішнього конуса.

Таблиця 14.5.

Співвідношення розмірів (у долях діаметру D) для циклонів типу ВЦНІІОП

Для уніфікації циклонів в інституті охорони праці (Санкт-Петербург) були проведені порівняльні випробування за єдиною методикою. За результатами випробувань циклон ЦН-11, як такий, що володіє найбільшою ефективністю і добре пристосований для групової установки, був рекомендований для переважного застосування. Циклони ЦН-15, СІОП і ВЦНІІОП дещо поступаються в ефективності циклону ЦН-11, але мають певні переваги в габаритах: циклон СІОП по висоті на 30% менший, ніж ЦН-11, але більший нього по діаметру на 17%; діаметр циклону ЦН-15 на 10% менший, ніж ЦН-11.

Циклони великих розмірів мають гірші показники очищення, і тому часто для досягнення необхідної пропускної спроможності компонують групи циклонів меншого діаметру. Компоновка може виконуватися у вигляді прямокутника або круга. Групи циклонів зазвичай мають загальні підвідні і відвідні колектори, об’єднаний пилозбірник. Бункери груп до 4 циклонів можуть виконуватися круглої і прямокутної форми, вище 4 – тільки прямокутної. Групи рекомендується компонувати з парного числа циклонів. Загальна кількість циклонів в групі може бути доведене до 16, проте більше 8 циклонів компонувати разом небажано. При великому числі циклонів практично неможливо організувати рівномірний розподіл газів до всіх апаратів, що призводить до нерозрахункових режимів їх роботи і істотного зниження ступеня очищення газу. Погіршує очищення і перетікання пилу в загальному бункері, через що він інтенсивніше, ніж в одиночних циклонах, захоплюється очищеним газом.

Батарейні циклони. При необхідності забезпечення великої пропускної спроможності використовують батарейні циклони (мультициклони). Вони складаються з циклонних елементів, що об’єднані в одному корпусі і мають загальний бункер. Підключення циклонів паралельне від загального колектора забруднених газів, відведення очищеного газу також об’єднане. Циклонні елементи можуть бути з оборотним потоком або прямоточні. Прямоточні елементи володіють усіма недоліками аналогічних одиночних циклонів і використовуються рідше оборотно-потокових. У вітчизняних циклонних елементах підведення забруднених газів проводиться коаксіально через завихорювачі типу “гвинт” і “розетка” (рис. 14.10, а і б) або тангенціально через укорочені равлики (рис. 14.10, в); чотирьохзахідний равлик (рис. 14.10, г).

Розеткові завихорювачі в порівнянні з гвинтовими забезпечують вище очищення газу, але більшою мірою схильні до забивання пилом. Для пилу третьої групи злипаємості направляючі типу “розетка” не рекомендуються, а пил четвертої групи (сильнозлипаючийся) взагалі небажано очищати в батарейних циклонах.

Рис. 14.10. Циклонні елементи батарейного циклона: а – з направляючим апаратом типу “винт”; б – з направляючим апаратом типу “розетка”; в – вхід через укорочені равлики; г – чотирьохзахідний равликовий вхід

Елементи з напівравликовим підводом мають кращі показники очистки за рахунок герметичності вузла введення газів. В той же час ступінь очистки газів в батарейних циклонах будь-яких типів нижча, ніж в одиночних циклонах. Недоліки, притаманні груповому встановленню циклонів, в батарейних циклонах посилюються великим числом елементів, які об’єднуються. Технічні характеристики деяких типів батарейних циклонів із оборотно-поточними елементами наведені в таблиці 14.6, а з прямоточними – в таблиці 14.7.

Таблица 14.6.

Технічні характеристики батарейних циклонів з оборотно-потоковими елементами

Таблиця 14.7.

Технічні характеристики батарейних циклонів з прямоточними елементами.