Ключевые соображения при покупке циклонного пылеуловителя

Циклонные сепараторы являются наиболее простыми и дешевыми пылеулавливающими устройствами для очистки атмосферного воздуха от промышленных предприятий. Эксплуатация и обслуживание просты, потому что они не имеют движущихся частей. В этой статье обсуждается наиболее распространенная конструкция циклонного сепаратора эвольвентного типа с противотоком и коаксиальным выходом чистого воздуха.

Принцип работы – Запыленный воздух входит в цилиндрический/конический корпус циклона тангенциально вверху, и поток принимает вихревой характер, когда он движется по спирали вниз, рис. 1. Центробежная сила от тангенциальной скорости воздуха заставляет более тяжелые частицы пыли радикально двигаться наружу стена циклона. Когда частицы достигают стенки, трение и гравитация заставляют их опускаться и выбрасываться в приемник. Очищенный воздух поднимается по спирали вверх и выходит в верхней части циклона.

Рабочие характеристики циклона определяются его пропорциями и размерами, а также свойствами и расходами воздуха и пыли. Производительность описывается перепадом давления (потребление энергии), фракционной эффективностью (массовый процент собранных частиц любого размера) и общей эффективностью (общий собранный массовый процент).

Радиальная скорость частицы, определяемая законом Стокса, является функцией плотности и вязкости воздуха, плотности частицы, квадрата аэродинамического диаметра частицы и ускорения частицы. Ускорение является функцией квадрата объемного расхода воздуха и обратных величин квадрата входной площади и диаметра корпуса циклона.

Поскольку модели потока в циклонах трехмерны, математические соотношения, описывающие рабочие характеристики, очень сложны. Однако применение установленных физических законов к эмпирическим данным, полученным в результате лабораторных испытаний и полевого опыта, привело к созданию точных компьютерных моделей для прогнозирования производительности циклонов. В свою очередь, общая производительность циклонов улучшилась, а область применения этих агрегатов расширилась.

Мифы о циклоне – Чтобы оценить диапазон и тип проблем загрязнения воздуха, которые циклонные сепараторы могут экономично и эффективно решить, инженеры предприятия должны принять во внимание некоторые неправильные представления об оборудовании.

Циклоны подходят только для сбора частиц размером от 5 до 10 микрон. Это утверждение является чрезмерным упрощением, поскольку игнорирует две важные переменные: плотность пыли и перепад давления. Некоторые виды древесной и бумажной пыли имеют плотность частиц около 35 фунтов на куб. фут, а некоторые соединения тяжелых металлов имеют плотность 700 фунтов на куб. КПД устройства на частицах размером 2 микрона составит 3 процента. Однако тот же циклон при тех же условиях газового потока будет иметь 2.0. процентная эффективность при улавливании частиц свинцового соединения размером 0.1 микрона.

Читайте также:
Стандартный размер и вес кирпича | Стандартный размер кирпича с формой | Типы кирпичей и спецификации в зависимости от применения

При перепаде давления 2.9 дюйма водяного столба эффективность циклона 3 при улавливании частиц пыли размером 2.0 микрона составляет 20.6 процента. Если скорость потока газа удвоится или диаметр циклона уменьшится с 6.5 до 4.6 футов, перепад давления увеличится до 11.6 дюймов, а эффективность возрастет на 60.9%. Таким образом, вопреки распространенному мнению, циклоны могут достигать высокой эффективности при улавливании частиц размером до 1.0 микрона и (в некоторых случаях) меньше.

Циклоны обычно работают при перепаде давления в диапазоне от 2 до 10 дюймов водяного столба. Падение давления в циклоне напрямую зависит от плотности газа. В приложениях по борьбе с загрязнением плотность воздуха обычно составляет 0.075 фунта / куб. футов при стандартной температуре и давлении. Однако в промышленных процессах температура может варьироваться от 20 до 2000 F, а давление от 20 дюймов ртутного столба до 250 фунтов на квадратный дюйм. Таким образом, плотность воздуха может варьироваться от 0.01 до 1.6 фунта/куб. фут, и, в зависимости от газовых условий, перепад давления в циклоне может изменяться до 160 раз. Смеси воздуха, водяного пара или других газов могут еще больше увеличить этот диапазон. .

Этот миф также игнорирует взаимосвязь между эффективностью циклона и падением давления. Как правило, выбор меньшего циклона в данном «семействе» приводит к более высокой эффективности. (Семейство циклонов определяется как блоки, которые геометрически пропорциональны друг другу, независимо от размера.) Стоимость циклона плюс стоимость соответствующих воздуховодов, опорных конструкций и работ по установке также ниже. Но стоимость двигателя и вентилятора (в некоторых случаях) и энергопотребление увеличиваются.

Вероятно, самым важным соображением, упущенным из виду в этом мифе, является скорость газа на входе. В большинстве литературных источников предполагается, что скорость воздуха находится в диапазоне от 20 до 100 футов в секунду, при этом скорость в большинстве промышленных применений находится в диапазоне от 40 до 60 футов в секунду. Тем не менее, лабораторные испытания и полевые испытания показали, что скорость на входе может составлять от 10 кадров в секунду до 150 футов в секунду и выше.

Читайте также:
Электрический теплый пол или водяной теплый пол – что лучше?

При низких скоростях важно, чтобы пыль не оседала и не блокировала входное отверстие циклона. Угроза абразивного и эрозионного повреждения должна учитываться при высоких скоростях. Для обеспечения длительного срока службы циклона необходимо использовать соответствующие материалы, специальные футеровки или сменные изнашиваемые пластины.

Чем меньше циклон, тем выше его эффективность. Это широко распространенное заблуждение часто приводит к неправильному выбору циклона или использованию более сложного пылеуловителя, когда достаточно простого циклона. Соотношение размера и эффективности применимо только тогда, когда рассматриваются циклоны одного семейства. На рис. 2 «Циклон 1» представляет собой высокопроизводительную установку со средней эффективностью; Cyclone 3 — это высокоэффективное устройство средней и малой производительности. Данные показывают, что Cyclone 3 более эффективен, чем Cyclone 1, но при этом он на 48 процентов больше.

Но если скорость на входе или перепад давления в циклоне 1 чрезмерны, блок из другого семейства циклонов может достичь такой же эффективности при более низком перепаде давления и скорости на входе при заданном наборе условий. Например, Cyclone 2 имеет диаметр 3.1 фута, Cyclone 3 — 6.5 фута. Циклон диаметром 8.7 фута из того же семейства, что и циклон 3, будет иметь примерно такую ​​же эффективность, как циклон 2, но будет работать только при 44 процентах скорости на входе и 18 процентах перепада давления.

Циклоны работают лучше при положительном давлении, чем при отрицательном. Циклоны должны сбрасываться в воздухонепроницаемое пространство с правильными пропорциями, чтобы работать в соответствии с номиналом. При соблюдении этого критерия производительность циклона не будет зависеть от расположения вентилятора. Следовательно, производительность одинакова, независимо от того, работает ли устройство при отрицательном или положительном давлении.

Тем не менее, большое значение имеет пространство, в которое циклон выбрасывает воду. В высокопроизводительном циклоне в месте выброса пыли существует очень интенсивный вихрь. Если позволить пыли скапливаться в этой области, она будет повторно уноситься и выбрасываться через выпускное отверстие для газа. А если пылесборник не герметичен, воздух может просачиваться внутрь и течь к месту выброса пыли, вызывая повторный унос, даже если циклон работает под избыточным давлением.

Читайте также:
Типы фитингов, используемых в трубопроводах — полное руководство

Использование воздухонепроницаемых пылесборников, размер которых обеспечивает мертвое воздушное пространство диаметром не менее чем в два раза, а высотой в три-четыре раза, позволяет избежать этих проблем. В этом воздушном пространстве не должно скапливаться пыль. Поворотные запорные клапаны или клапаны питателя с двойной разгрузкой помогают обеспечить герметичность ресиверов.

Указание циклона – Выбор правильного циклона для обеспечения желаемого уровня производительности требует точных и надежных рабочих данных. Кроме того, необходима информация о строительных материалах, характеристиках оборудования и аксессуарах.

Рабочие условия можно разделить на условия газа и твердых частиц на входе в циклон. Данные о газе должны включать анализ (если газ отличается от сухого воздуха, следует указать процентное содержание по весу или объему каждого компонента), скорость потока, температуру и давление.

Данные о твердых частицах должны включать запыленность (вес на единицу или единицу объема газа), плотность частиц, распределение по размерам и объяснение того, как были определены данные о плотности и распределении по размерам.

На поведение частицы влияют ее масса, форма, геометрические размеры и текстура поверхности. Таким образом, чтобы иметь какую-либо достоверность при прогнозировании производительности циклона, данные должны определять аэродинамические свойства пыли. Вся информация должна быть репрезентативной для взвешенных в воздухе частиц, поступающих на вход циклона. Плотность и распределение по размерам лучше всего определять путем измерения конечной скорости или скорости оседания в неподвижном воздухе.

Требования к производительности могут быть установлены путем указания перепада рабочего давления и желаемой эффективности сбора. Если распределение частиц по размерам неизвестно, эффективность может быть выражена как требуемый весовой процент сбора при одном или нескольких размерах частиц. Если распределение известно, производительность может быть указана в виде желаемого процента общего собранного веса или максимально допустимых выбросов для удовлетворения федеральных, государственных или местных потребностей.

Конструкционные материалы циклонов обычно определяются абразивными и коррозионными свойствами пыли и газа. Также необходимо учитывать рабочую температуру, давление, ветровую нагрузку и сейсмические условия. Сталь, никель и алюминиевые сплавы могут использоваться в коррозионных условиях. Сменные износостойкие пластины, а также специальные футеровки из эластомеров, огнеупоров и керамики минимизируют эффекты истирания. Могут быть предусмотрены предохранительные устройства для сброса давления и доступ к внутренней части циклона для облегчения очистки и технического обслуживания.

Читайте также:
Материалы для ванн 101: акрил, стекловолокно, фарфор и сталь | Инман - Инман

Такие аксессуары, как спиральные выпускные отверстия, погодозащитные колпачки, пылесборники, питающие клапаны, структурные опоры и коллекторы для нескольких циклонов, обычно можно приобрести у производителей циклонов. Любые данные, касающиеся строительных материалов, характеристик оборудования и аксессуаров, должны быть включены в спецификации. Обладая надежной и точной информацией, а также помощью компьютеров, производители могут проектировать и конструировать циклоны, точно соответствующие потребностям пользователя.

Стоимость циклона – Стоимость оборудования зависит от требований к производительности, конструкционных материалов, специальных функций и аксессуаров, необходимых для применения. Как правило, один большой циклон, разработанный для определенного уровня производительности, дешевле, чем два или более меньших агрегата, работающих последовательно или параллельно, обеспечивая такую ​​же эффективность и перепад давления.

На рисунках 3 и 4 приведены кривые сравнения затрат для одиночных циклонов. Кривые на рис. 3 основаны на перепаде давления 6 дюймов водяного столба. Затраты показаны в функциях объема воздуха при различной эффективности сбора. Кривые на рис. 4 обозначают 90-процентную эффективность улавливания при различных перепадах давления.

Следующие критерии являются общими для обеих иллюстраций:

  • Материал конструкции 10 калибр, цельносварная низкоуглеродистая сталь.
  • Газ – это воздух при стандартной температуре и давлении.
  • Запыленность составляет 10 гран/акр.
  • Все циклоны представляют собой единые блоки без аксессуаров или особых конструктивных особенностей (это условие не всегда может быть практичным).

Кривые пренебрегают такими факторами, как затраты на соответствующие воздуховоды, оборудование для подачи воздуха, фундаменты, установку и электроэнергию, которые необходимо учитывать при определении общей стоимости проекта. Кривые, однако, географически иллюстрируют соотношение затрат и производительности и универсальность циклонных сепараторов.

Источник: Heumann, M. Jr., «Знакомство с циклонными пылеуловителями». Завод Инжиниринг. 26 мая 1983 г.

5 вещей, которые следует учитывать при покупке циклонного пылеуловителя

Циклонный пылеуловитель является самым простым и дешевым сепаратором воздуха и материала. Циклоны, которые чаще всего встречаются на зерновых и деревообрабатывающих предприятиях, где утилизируется волокнистая пыль, часто служат в качестве автономных пылесборников, не требующих особого обслуживания и не требующих сжатого воздуха для очистки. Циклоны могут обеспечить высокую эффективность улавливания пыли размером более 20 микрон. Циклонные пылеуловители часто служат в качестве систем предварительной фильтрации, которые снижают нагрузку пыли на последующие рукавные фильтры и патронные пылеуловители. Циклонный предварительный очиститель может уменьшить износ фильтров и систем очистки, тем самым снижая связанные с этим затраты на техническое обслуживание и ремонт пылесборников. На предприятиях, которые обрабатывают различные ингредиенты на одной производственной линии, циклоны особенно полезны в качестве приемников для захвата большей части товарного продукта, в то время как мелкие частицы проходят через рукавный пылесборник для удаления. Циклон можно быстро очистить, чтобы принять следующую партию продукта, что устраняет необходимость в очистке рукавных фильтров от остатков мелких частиц, что является более утомительной процедурой. Циклоны имеют относительно простую конструкцию и, как правило, не имеют движущихся частей. По сути, они состоят из шести секций: входной шнековой секции, конического корпуса, внутренней вихревой трубы, сборного «напорного» бункера и дополнительного шнекового выхода для чистого газа.

Читайте также:
Идеальная студенческая комната для эффективной учебы|Статьи

Циклонные пылеуловители работают за счет центробежной силы. Запыленный воздух поступает в воздухозаборник спирального типа и быстро образует циклоническое движение. Последующий вихрь внутри пылесборной камеры отделяет частицы пыли от воздушного потока, отбрасывая их к внешним стенкам корпуса. Затем очищенный газ и мелкие частицы выходят через внутреннюю вихревую трубу.

Существует ряд причин, по которым следует рассмотреть возможность приобретения циклонного пылеуловителя для удовлетворения требований по сбору пыли на объекте. Вот 5 факторов, которые следует принять во внимание заранее.

Польза для здоровья

Важнейшим соображением является польза для здоровья от устранения пыли на рабочем месте. Попадая в воздух, пыль и твердые частицы могут представлять множество опасностей для здоровья тех, кто подвергается их воздействию. Мелкие частицы пыли, состоящие из комбинации химических веществ в различных материалах, таких как металлы, дерево, кремнезем и минералы, могут вызывать респираторные заболевания, отравления, аллергические реакции и некоторые виды рака. Если циклонный пылеуловитель по доступной цене удовлетворит потребности бюджета, он может значительно улучшить условия труда персонала.

Потребности в борьбе с пылью

Необходимый размер системы циклонного пылеуловителя пропорционален объему воздушного потока, необходимого для захвата и транспортировки к нему твердых частиц. Оценка пылезащиты объекта может помочь определить размер и тип необходимой системы. Насколько крупные частицы загрязняющих веществ должны быть собраны? Должен ли вентиляционный воздух отводиться или возвращаться в производственную зону? Образуется ли пыль только во время определенного процесса или она образуется постоянно? Такая оценка поможет определить циклонную систему пылеулавливания, соответствующую вашим потребностям.

Бюджетные соображения

Как только будет завершена оценка потребностей предприятия в пылеподавлении, компании смогут определить, какой тип и размер циклонной системы следует приобрести. Циклонный пылеуловитель может быть менее затратным, чем рукавный фильтр или патронный пылеуловитель, но будет ли он удовлетворять долгосрочные потребности объекта в эффективности сбора твердых частиц (ТЧ)? С другой стороны, может ли рукавный фильтр надежно работать без циклона, расположенного выше по потоку? При использовании только одного сепаратора воздух-материал общий перепад давления в системе будет ниже, чем в системе циклон/пылеуловитель, что приведет к долгосрочной экономии энергии за счет снижения мощности вентилятора. Это необходимо сопоставить с затратами на техническое обслуживание, если для применения требуется возможность очистки.

Читайте также:
Что такое замазка | Что вы должны знать об использовании Putty

Предварительная фильтрация потребностей

На любом объекте эффективность улавливания пыли и твердых частиц зависит от размера частиц в воздухе и их распределения в воздушном или газовом потоке. Прежде чем покупать систему, рассмотрите размер частиц, циркулирующих на заводе или фабрике. Циклоны эффективны при удалении крупных твердых частиц (диаметром более 10–20 микрон). Если система улавливает более крупные частицы, например, размером 200 меш, автономный циклон может быть вполне приемлемым. В других случаях, когда загрязняющие вещества включают частицы размером менее 10 микрон в диаметре, циклон может служить «предварительной очисткой» для рукавных фильтров и кассетных улавливателей за счет снижения пылевой нагрузки и предварительной фильтрации более крупного материала.

Системный след

Важным фактором является то, где будет установлен циклонный пылеуловитель. Автономная циклонная система представляет собой компактный, высокоэффективный и экономичный сепаратор воздуха и материала. Однако, если в системе также требуется пылеуловитель, расположенный ниже по потоку, это требует большей площади пола и, часто, большей высоты над уровнем моря. Система циклона и рукавного фильтра или патронного пылеуловителя приводит к двум отдельным точкам выгрузки собранной пыли, что усложняет всю систему.

Чтобы узнать больше о циклонных пылеуловителях или наших промышленных решениях по борьбе с пылью, посетите наш раздел продуктов или свяжитесь с нами сегодня!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: