Пылеуловители центробежные

Центробежный пылеуловитель - самый распространенный вид механических пылеуловителей, который применяется в пищевой, химической, горнодобывающей и многих других отраслях промышленности. Основным преимуществом таких пылеуловителей является их дешевизна, высокая производительность, простата механизма, а также достаточно простая и не затратная эксплуатация. Если сравнивать центробежные пылеуловители с другими типами, то они обладают такими преимуществами, как надежная работа при высокой температуре и давление, отсутствие частей, которые двигаются, простота ремонта и изготовления, а также возможность использования для улавливания абразивных частиц.

Центробежные пылеуловители используют центробежную силу для улавливания пыли. Самыми популярными центробежными пылеуловителями являются циклоны с мокрой пленкой. В таких аппаратах осаждения частиц происходит при помощи действия центробежного и инертного механизма. Следовательно, эффективность таких аппаратов намного выше, чем циклонов, потому что благодаря наличию мокрой пленки не происходит вторичный унос пыли. К тому же такие аппараты эффективнее скрубберов за счет того, что скорость капель и потока газа в них намного выше благодаря центробежной силе.

В мокрые циклоны жидкость подводится вдоль внутренних стенок аппарата и в приосевую его зону.

Самым эффективным мокрым пылеуловителем является скруббер Вентури, который относится к скоростным аппаратам. Такие установки можно разделить по области использования на:

• Низконапорные, используемые для концентрирования и очищения аспирационного воздуха. Гидравлическое сопротивление таких аппаратов находится в пределах от 3000 до 500 Па.
• Высоконапорные аппараты используются для очищения газов от субмикронной и микронной пыли. Их сопротивление достигает 20000-30000 Па.

Работа таких аппаратов основана на газовом потоке высокой скорости, который выполняет интенсивное дробление жидкости, которая его орошает. А благодаря турбулентности газового потока, а также достаточно большой разницы между скоростью каплями жидкости и частицами, происходит осаждения частиц пыли на каплях жидкости, которая ее орошает.

Для того чтобы снизить гидравлическое сопротивление, основная часть скруббера изготавливается в виде трубы Вентури, которая плавно сужается на входе газов и расширяется на их выходе. Вход и выход газов соединяются при помощи сопла.

Для стабильной работы аппарата очень важно, чтобы было полное и равномерное орошение сечения горловины жидкости. Именно поэтому выбор способа орошения является очень важным и влияет на конструкцию аппарата.

Чаще всего используется три способа орошения горловины:

1. Периферийное. При таком способе орошения форсунки или сопла монтируются по периметру горловины или конфузора.
2. Центральное. Орошающая жидкость попадает на горловину из форсунок, которые установлены в конфузоре или перед ним.
3. Пленочное. Используется чаще всего для того, чтобы предотвратить образование на стенках отложений.

Для вычисления гидравлического сопротивления используется выражение:

Δp = Δp г + Δp ж

В котором Δp г является гидравлическим сопротивлением сухой трубы, которое обусловлено движением газа:

Δp г = (ξ c ·ν г ²·ρ г)/2

Где ξ с является коэффициентом гидравлического сопротивления сухой трубы,
а ν г это скорость газов, которые находятся в горловине.

Эффективность улавливания пыли сильнее всего зависит от того, какое удельное орошение и скорость газов. Оптимальное отношение скорости потока пыли и удельного орошения в первую очередь зависит от дисперсного состава пыли. При этом удельная величина орошения находится в пределах 0,5-1,5 л/м 3 газов.

Помимо этого, эффективность пылеулавливания зависит от дисперсности капель распыленной жидкости. При этом, чем капли меньше, чем газ лучше очищается.

Чтобы определить средний диаметр капли, используется эмпирическая формула:

d к = 4870/ν² + 28,18·m 1,5

Центробежные пылеуловители (циклоны) получили активное применение в промышленности. Загрязненный газ на скорости от 20 до 25 м/сек поступает в корпус циклона. Поток газа движется по касательной, в результате чего приобретает вращательное движение. Частицы пыли откидываются центробежной силой и попадают в крайние слои загрязненного газа, которые перемещаются по спирали вниз вдоль стенок циклона. Взвешенные частицы пыли выводятся из установки через специальный отводящий патрубок. Смесь газа и пыли вращается и поднимается вверх, в результате чего образуется вихрь. Данный вихрь двигается по направлению оси установки к выхлопной трубе и захватывает с собой часть газа, из внутренних слоев перемещающихся вниз. Данный слой газа характеризуются невысоким содержанием частиц пыли. Он перемещается по конической части корпуса до нижнего края выхлопной трубы. По достижении нижнего края выхлопной трубы, поток разворачивается к оси циклона.

Вихревые пылеуловители. Технические характеристики

Все чаще в промышленности используются вихревые пылеуловители. Такой аппарат напоминает циклон, однако его особенностью является наличие в нем дополнительного закручивающего газового потока. В мире выпускаются различные модели таких пылеуловителей, имеющие производительность 300-40000 м 3 /час. Производительность вихревых пылеуловителей увеличивается при уменьшении диаметра.

В вихревых пылеуловителях атмосферный воздух, запыленные газы, а также периферийная часть потока чистого газа применяются как вторичный газ.

Если сравнивать вихревые пылеуловители с противоточными циклонами, то первые имеют такие преимущества, как работа с газами высокой температуры, хорошая степень очистки, регулировка процесса очищения газа от пыли за счет регулировки расхода вторичного воздуха. Среди недостатков вихревых пылеуловителей следует выделить высокое гидравлическое сопротивление, необходимость в мощном тягодутьевом устройстве, а также сложную эксплуатацию и установку.

d кр = √(ν²/H)·(18μ г ·ln)/([ρ ч -ρ z ]·ω²)

в которой H - является высокой рабочей зоны,
D тр - диаметр проводящей трубы,
D 1 - это диаметр самого аппарата,
ω - угловая скорость очищаемого газа.

Вихревой пылеуловитель

Конструкцию вихревого пылеуловителя можно увидеть на рисунке. В таком аппарате неочищенный поток газа попадает в аппарат через патрубки, закручивается, а после этого поступает в рабочую зону вихревого пылеуловителя. Под воздействием центробежной силы частицы пыли из газа направляются к стенкам аппарата. А под воздействием силы тяжести они направляются вниз. После этого они попадают в специальный бункер. При этом очищенный воздух удается через выхлопной патрубок.

Эффективность работы такого пылеуловителя зависит от отношения количество верхнего Q 2 и нижнего Q 1 потока газа. Чтобы вихревой пылеуловитель работал со своей максимальной эффективностью, Q 2 / Q 1 должно находиться в пределах от 1,5 до 2,2.

1. Определение диаметра рабочей зоны. Для того при расчетах скорость запыленного потока берется как ν г =5-10 (м/с):

D 1 = √4·G/Π·ν г

1. Определение размеров пылеуловителя в зависимости от его диаметра.
2. Расчет гидравлического сопротивления вихревого пылеуловителя по формуле:

Δp = (ξ·ρ·ν г ²)/2

в которой ξ является коэффициентом гидравлического сопротивления. При этом должны учитываться коэффициенты сопротивления верхнего и нижнего потоков.

Динамические пылеуловители. Особенности

Особенностью динамических пылеуловителей является то, что в таких аппаратах очищение газов от пыли происходит не только при помощи центробежной силы, но и за счет силы Кориолиса, которая возникает в процессе вращения рабочего колеса. В таких пылеуловителях кроме осаждения частиц выполняется еще и функция тягодутьевого устройства.

Пылеуловитель такого типа использует большее количество электроэнергии, чем вентилятор при таком же напоре и производительности. Однако этот расход энергии все равно меньше, чем необходимый расход при раздельном функционировании центробежного пылеуловителя и вентилятора.

Конструкция простейших динамических пылеуловителей состоит из кожуха и рабочего колеса. При этом рабочее колесо приводит в движение неочищенный газ. А под воздействием силы Кориолиса и центробежной силы из газа выделяются частицы пыли.

Динамические пылеуловители делятся на две группы. Аппараты первой группы работают так, что газовый поток с пылью подается на центральную часть колеса, а частицы пыли, которые отделяются в процессе очищения, двигаются в направлении подачи газа. Пылеуловители второй группы частицы пыли перемещаются в направлении, обратном движению газа. При этом неочищенный газ всасывается в отверстия барабанов, которые находятся на его боковой поверхности.

Самыми популярными динамическими пылеуловителями являются дымосос-пылеуловители (см. рис.). Такие аппараты используются для первоначального очищения газов для асфальтобетонных заводов, линейного производства. Такие динамические пылеуловители способны задерживать частицы пыли, размер которых не меньше 15 мкм. Рабочее колесо на валу создает разность давления, с помощью которой и выполняется перемещение газов. А под воздействием центробежных сил частицы пыли отбрасываются в периферии, а после этого выводятся из аппарата с некоторым количеством газа.

Пылеулавливающие установки - это класс оборудования для мастерских, промышленных предприятий или домашнего использования. В зависимости от мощности и модификации установки способны решать различные задачи, однако их главное предназначение - очистка воздуха от твердых частиц, образующихся во время обработки различных материалов, а также уборка мелких промышленных отходов (стружка, щепки, опилки, пыль).

По конструкции и принципу действия стружкоотсос напоминает обычный пылесос. Внутри аппарата микрочастицы пыли и грязи, металлическая и деревянная стружка отделяются и оседают на стенках фильтра, а очищенный воздух возвращается в рабочее помещение. При этом специальные фильтры позволяют улавливать даже самые маленькие частицы сыпучих материалов (до 2 мкм), чего невозможно добиться при помощи обычного пылесоса.

По сравнению с традиционными системами вентиляции стружкосос имеет ряд преимуществ.

• Стоимость оборудования и его установки намного ниже.
• Экономия тепловой энергии, так как воздух циркулирует внутри помещения.
• Одну и ту же установку можно использовать в нескольких местах.
• Установка легко подключается и неприхотлива в работе.
• Фильтрует воздух и помогает поддерживать чистоту на рабочем месте.

Сферы применения

Устройства данного типа имеют широкие возможности применения:

• удаление сыпучих отходов на предприятиях, в столярных и слесарных цехах, домашних мастерских;
• очистка станков от пыли, опилок, стружки и прочего напыления;
• собирание сыпучих отходов в тару;
• очистка воздуха на предприятиях и мастерских.

Могут использоваться практически на всех предприятиях, кроме тех, где есть опасность распыления отравляющих веществ. Также запрещается использовать аппарат во время шлифования древесины, поскольку образуется взрывоопасная стружка.

Типы оборудования, основные отличия

В каталоге магазина представлены несколько типов оборудования.

Пылеулавливающие агрегаты стандартные. Оборудование для промышленной очистки воздуха от твердых частиц и пыли, несклонной к склеиванию. Также подходят для сбора и удаления промышленных отходов. В наличии имеются вентиляционные пылеулавливающие установки УВП 1200/7000. Цифровое обозначение соответствует производительности аппарата. К примеру, может втягивать 1 200 м3 воздуха в час. От мощности установки зависит количество рукавов воздуховодов и накопителей (от 1 до 4).

Продукция компании JET собрана в отдельном каталоге и включает следующее.

• Система фильтрации воздуха (). Используется во всех производственных помещениях, где происходит загрязнение воздуха твердыми частицами.
• Вытяжная установка (). Это компактная модель подойдет для установки в мастерской или для выездных работ. Установка оснащена мешком-фильтром на 55 литров, из-за чего его не придется слишком часто менять.
• Вытяжная установка циклон (). Работает по принципу действия «циклон». Разрабатывалась как дополнение к деревообрабатывающим станкам. Циклоны пылеуловители получили такое название благодаря внутреннему воздухоочистителю «циклон». Он использует для очистки воздуха силу гравитации и центробежную силу.
• Стружкоотсос JET (). Подходит для домашнего использования и столярных мастерских, где нет большого накопления отходов.
• Вытяжка для станков деревообрабатывающих (). Установка оснащена двумя мешками для сбора отходов и двумя фильтрами, что позволяет использовать ее совместно с мощными деревообрабатывающими станками, в том числе одновременно с несколькими.
• Циклоны пылеуловители ( , ). Мощные аппараты, разработанные для промышленного использования. Конструкция позволяет отфильтровывать малейшие твердые частицы размером до 2 мкм. Также во время фильтрации установка позволяет разделять пыль и стружку. Жесткий корпус с повышенным уровнем шумоизоляции обеспечивает комфорт во время работы в помещении. Трехфазный двигатель работает тише многих меньших по мощности аналогов. Контейнер для сбора крупных отходов достаточно вместительный, а его замена занимает всего несколько секунд. Крупную стружку можно повторно использовать, что весьма удобно, так как мелкая пыль собирается в отдельном мешке.

Аспирация - процесс помещений с высокой запыленностью. Такие площади оснащаются специальным фильтрационным оборудованием. В частности, используются . Таким оборудованием оснащаются помещения самых разных предприятий: от заводов по промышленному выпуску кирпича до зерноперерабатывающих комбинатов. Рассмотрим далее, какими бывают пылеулавливающие установки (УВП ).

Классификационные признаки

Пылеулавливающая (УВП ) представляет собой оборудование, предназначенное для фильтрации воздуха. Отделение примесей осуществляется в специальных фильтрах.

В зависимости от механизма действия эти элементы разделены на:

1. Гравитационные.
2. Мокрые.
3. Электрические.
4. Масляные.
5. Инерционные.
6. Пористые.
7. Комбинированные.
8. Акустические.
9. Матерчатые и пр.

Основные типы оборудования

В зависимости от степени фильтрации установки могут быть:

1. Грубой очистки. Эффективность задержания частиц в таком оборудовании составляет 40-70%. К таким агрегатам относят крупногабаритные циклоны, осадочные камеры.
2. Средней очистки. Они обеспечивают задержание частиц на 70-90%. К этой категории относят жалюзийные, ротационные агрегаты, циклоны и пр.
3. Тонкой очистки. В них показатель задержания частиц может достигать 90-99.9%. К этой группе относят рукавные, электрические, рулонные, ячейковые, пенные агрегаты и пр.

В зависимости от областей применения аппараты разделяют на 2 категории. В первую включены агрегаты, используемые для фильтрации вентиляционных и промышленных выбросов в атмосферу, во вторую - устройства, предназначенные для очистки проточных потоков, а также воздушных масс, возвращаемых в цех при рециркуляции. Предприятия могут одновременно использовать разные пылеулавливающие установки. Цена оборудования колеблется от 36 до 400 тысяч рублей.

Технико-экономические показатели

По ним определяется, насколько эффективна на конкретном предприятии. К ключевым технико-экономическим показателям относят:

1. Пылеемкость.
2. Гидравлическое сопротивление.
3. Производительность.
4. Эффективность пылеулавливания (фракционная и общая).
5. Стоимость фильтрации.
6. Расходы на обслуживание.

Сравнительная характеристика

Самой простой считается , механизм действия которой основывается на силе тяжести. Как правило, в ней осуществляется грубая фильтрация. Эффективность улавливания частиц составляет не более 50%. При этом поглощаются элементы крупнее 50 мкм. Циклон - более эффективная . В ней фильтрация основывается на применении центробежной силы. В процессе вращения частицы веществ отбрасываются к стенкам агрегата, а затем осыпаются в специальный бункер. Очищенный воздух, вращаясь, выходит из установки через трубу. Эффективность фильтрации циклонов составляет сегодня 80-90%.

В настоящее время такие агрегаты имеют самую разную конструкцию. При необходимости очистить большой объем воздушного потока несколько устройств объединяют в группы либо используют батарейные циклоны. Они представлены в виде большого числа мелких агрегатов, установленных в одном корпусе и размещенных на одном бункере. Наибольшей популярностью сегодня, однако, пользуются мокрые пылеуловители. Благодаря контакту с жидкой средой частицы смачиваются и укрупняются, а затем выводятся из аппаратов в виде шлама. Такие агрегаты могут иметь самую разную конструкцию. Например, это могут быть ротоциклоны, дезинтеграторы и так далее.

К классу мокрых установок относят и пенные агрегаты. В них осуществляется подача воды на перфорированную решетку. Через нее проходит и фильтруемый воздух. На решетке предусмотрен порог (сливная перегородка). Он позволяет сохранять определенную толщину пенного слоя. Такая отличается высокой эффективностью - до 99%. Агрегат способен фильтровать частицы больше 15 мкм. В промышленности выпускаются аппараты ПГП-ЛТИ и ПГС-ЛТИ производительностью 3-50 тысяч м/ч.

Схемы

Пенная включает в себя:

1. Приемную коробку.
2. Корпус.
3. Решетку.
4. Порог.
5. Сливную коробку.

Имеет следующую конструкцию:

1. Входной патрубок.
2. Рукав.
3. Подвеска.
4. Встряхивающий механизм.
5. Выходной патрубок.
6. Бункер.

Электрофильтр состоит из:

1. Входного патрубка.
2. Коронирующего электрода.
3. Корпуса фильтра (осадительного электрода).
4. Выходного патрубка.
5. Бункера.
6. Выпрямителя.

Механизм действия

Рукавная установка вентиляционная пылеулавливающая фильтрует воздух через ткань. Она сшивается специальным образом и помещается в герметичный корпус аппарата. Воздух, подвергающийся очистке, отсасывается вентилятором из фильтра и выбрасывается в атмосферу. Периодически выполняется очищение рукавов с помощью встряхивающего механизма с обратной продувкой. Фильтры могут быть напорного и всасывающего типа. Для их изготовления применяется плотная синтетическая либо натуральная ткань. Эффективность рукавов - 95-99%. На практике наиболее распространенными считаются фильтры ФТНС, ФРМ, ФВК.

Электроаппараты широко используются при очистке промышленных и вентиляционных выбросов. Механизм их работы основывается на следующем: при пропуске газа между двумя разнозаряженными пластинами происходит ионизация воздушной среды. Ионы и частицы пыли сталкиваются, последние получают электрические заряды. Под их действием они начинают перемещаться к электродам противоположного знака и оседают там. Эффективность фильтрации в таких аппаратах составляет 99,9%. Электроустановки считаются экономичными в эксплуатации. В них могут фильтроваться потоки при температуре до 450 градусов. Однако электроустановки нельзя использовать для улавливания взрывоопасных частиц.

Специфика аспирации

Этот процесс предполагает не просто устранение пыли из воздуха, но и дополнительную его очистку. Система функционирует так, что предупреждает скопление частиц и создание "пробок". Это обеспечивает бесперебойную работу персонала и оборудования в помещении. Принимая во внимание огромный объем отходов на промышленных предприятиях, можно сделать вывод, что аспирация становится еще более востребованной в связи с установленными нормами ОТ и безопасности при работе персонала во вредных условиях.

Этот метод отличается от прочих способов очистки воздуха в помещениях тем, что системы располагаются под определенным углом. Это предотвращает образование застойных зон и локализует участки максимального выделения загрязнений. В результате реализуется фильтрации. Концентрация вредных соединений при этом не выходит за допустимые границы.

Стружкоотсосы

Применяются не только на предприятиях химической и металлургической промышленности, но и в деревообрабатывающих, размольно-дробильных цехах. В таких помещениях монтаж фильтрующего оборудования требует специальных знаний, поэтому для его установки приглашаются профессионалы. Проектирование аспирационной системы начинают с экспертизы помещения. На основании нее составляется предварительный расчет мощности и размеров оборудования. В мебельном производстве присутствует огромный объем мелкодисперсных отходов. Их необходимо удалять из рабочего пространства в обязательном порядке. Для этого применяется система стружкоотсасывания. Оборудование считается разновидностью аспирационных аппаратов.

Стружкоотсос может устранять частицы, диаметр которых составляет до 5 мкм. В циклоне оборудования присутствуют специальный вентилятор и профильтрованные мешки. Отдельный станок соединяется со стружкоотсосом с помощью системы гибкого воздуховода из армированной либо гофрированной трубы. Принцип работы достаточно простой. Вентилятор всасывает загрязненный воздух, который подвергается фильтрации. Частицы пыли собираются в мешок. Оттуда они направляются в специальный фильтр на финальную очистку. При максимальном заполнении мешок снимают и очищают либо заменяют новым. Стружкоотсосы просты в подключении, их легко транспортировать.

Требования

Аппараты должны функционировать бесперебойно, надежно, с показателями, соответствующими проектными либо полученными в ходе наладочных мероприятий и согласованными с разработчиком. Установки для очистки газа должны оснащаться вспомогательными устройствами и инвентарем. При использовании таких агрегатов ответственные лица ведут документацию. В ней отражаются основные показатели, по которым характеризуется режим функционирования оборудования. В частности, речь идет об отклонении от оптимальной схемы работы, выявленных неисправностях, выходе из строя отдельных аппаратов либо всего комплекса в целом и пр. Все агрегаты должны пройти регистрацию в Госинспекции по газоочистке. Не реже 1 раза в полгода должен проводиться осмотр агрегатов для оценки технического состояния. Данная процедура выполняется комиссией, назначаемой руководителем предприятия.

Общие правила эксплуатации газоочистных и пылеулавливающих установок

Не допускается использование технологического оборудования при выключенных фильтрующих аппаратах. В каждом случае выключения очистительного устройства при функционирующем станке руководство организации обязано извещать Госинспекцию. При этом необходимо получить согласованное надзорными органами разрешение на выброс.

При эксплуатации пылеулавливающих установок для фильтрации газа с повышенным содержанием взрывоопасных (горючих) элементов необходимо особенно тщательно обеспечивать поддержание заданных показателей давления и герметичности конструкций, правильную продувку аппаратов и коммуникаций для предотвращения воспламенения и взрыва.

Виды пылеулавливающих установок

В зависимости от физического принципа действия промышленные сепараторы классифицируют на сухие механические, мокрые скрубберы, электроосадители и рукавные фильтры. На рисунке 3 представлена классификация сепараторов .

Таблица 3. Классификация сепараторов

Сухие механические сепараторы

Одними из наиболее широко применяемых пылеуловителей в промышленности являются сухие механические сепараторы. Данный тип аппаратов отличается простотой конструкций и легкостью обслуживания и ремонта. Однако в случае одиночного применения, сухие механические сепараторы имеют низкое конечное КПД. Поэтому наиболее частым является комбинация ряда типов сепараторов или как многоступенчатые сепараторы.

Сухие механические сепараторы классифицируются по виду задействованных аэромеханических сил. Различают гравитационные, инерционные и центробежные пылеосадительные камеры .

В гравитационных пылеосадительных камерах осаждение частиц происходит за счет сил гравитации (рис. 1). Достоинствами данного вида аппаратов являются простота в изготовлении и эксплуатации. Но значения КПД таких установок небольшие, а пространство занимаемое ими значительно . Поэтому данный вид пылеуловителей редко применяется, за исключением случаев, в которых они являются предколлекторами для других сепараторов, т.е. выполняют функцию предварительной очистки.

Рис. 3. Пылеосадительная камера: а - простейшая камера; б - камера с перегородками; в - многополочная камера; 1 - корпус; 2 - бункеры; 3 - перегородка; 4 - полка

Скорость осаждения пыли сухих механических пылеуловителях рассчитывается следующим образом :

где х ч - скорость осаждения частиц, м/с; d ч - диаметр частиц, м; сч - плотность частиц, кг/м 3 ; сг - плотность газа, кг/м 3 ; g - ускорение свободного падения, м/с 2 ; о ч - коэффициент сопротивления частицы.

Минимальный размер частиц пыли, которые будут полностью осаждены под воздействием силы тяжести, находится с помощью закона Стокса с помощью следующей зависимости :

где V г - объемный расход газов, м 3 /м; м г - динамический коэффициент вязкости, Па·с; B, L - ширина и длина камеры, м.

Следующим типом сухих пылеуловителей являются инерционные пылеуловители. В данных типах аппаратов частицы пыли под воздействием инерционной силы будут двигаться в прежнем направлении и после резкого поворота выпадать в бункер. К сожалению, эффективность таких аппаратов небольшая. В камерах с плавным поворотом наименьшие гидравлические сопротивления. При размерах частиц 25 - 30 мкм степень улавливания частиц достигает 65 - 80 % . На рис.2 изображены различные виды пылеуловителей.

Рис. 4. Инерционные пылеуловители: а - с перегородкой; б - с плавным поворотом газового потока; в - с расширяющимся конусом; г - с боковым подводом газа

Одними из часто применяемых пылеуловителей являются циклонные пылеуловители. Циклонные пылеуловители реже применяются по отдельности вследствие невысокого КПД. Случаи одиночного применения данного вида фильтров возможны при неудовлетворительной функциональности или надежности других видов сепараторов. К циклонным пылеуловителям предъявляют следующие требования: оптимальное КПД сепарации при непостоянных параметрах производства, с учетом невысоких требований по обслуживанию и ремонту постоянно действующих установок, устойчивость к абразивному износу, высоким температурам, накоплению налипающей пыли, обеспечение предупредительных мер относительно взрыва воспламеняющейся пыли, малое пространство и др.

Основной геометрической характеристикой данного вида аппаратов является их диаметр. При больших диаметрах уменьшается их пропускная способность. Поэтому обычно применяют циклоны небольших диаметров (150 - 630 мм) .

При необходимости очистки потока газа с большой пропускной способностью применяют ряд параллельно установленных циклонов с диаметром 475 - 2500 мм .

Для определения КПД сепарации в циклонных сепараторах рассчитывают суммарное КПД сепарации, полученные на основании экспериментальных данных. Указанный расчет дает наиболее точный результат. Для получения более высоких КПД, сепараторы с малым диаметром группируют в блоки, состоящие из 2 - 12 отдельных циклонов .

Основными достоинствами циклонных аппаратов являются: 1) отсутствие движущихся частей в аппарате; 2) надежность работы при температурах газов вплоть до 500 °С ; 3) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями; 4) улавливание пыли в сухом виде; 5) почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата; 6) успешная работа при высоких давлениях газов; 7) простота изготовления; 8) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов. Недостатками являются: 1) высокое гидравлическое сопротивление: 1250 - 1500 Па ; 2) плохое улавливание частиц размером < 5 мкм ; 3) невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

Основные типы циклонов изображены на рис. 3:

Рис. 5. Основные типы циклонов (по подводу газа): а - спиральный; б - тангенциальный; в - винтообразный; г, д - осевые (розеточные)

Эффективность улавливания частиц пыли в циклонном сепараторе прямо пропорциональна скорости газов в степени Ѕ и обратно пропорциональна диаметру аппарата также в степени Ѕ.

На практике наиболее часто применяют цилиндрические и конические циклоны. При этом, цилиндрические циклоны являются высокопроизводительными, а конические - высокоэффективными. Диаметр цилиндрических циклонов не более 2000 мм, а диаметр конических циклонов не превышает 3000 мм .

Гидравлическое сопротивление одиночных циклонов определяется по формуле :

где х г - скорость газов в произвольном сечении аппарата, относительно которого рассчитана величина о ц , м/с; о ц - коэффициент сопротивления, который определяется следующим образом:

где K 1 - коэффициент, соответственно равный 16 для циклонов с тангенциальным входом газа и 7,5 - для циклонов с розеточным входом; h 1 , b - размеры входного патрубка, м; D ТР - диаметр выхлопной трубы, м.

Коэффициент сопротивления для групповых циклонов рассчитывается по приводимой ниже зависимости :

где о ц - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона; D ТР - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу (табличная величина).

Еще одним из видов сухих пылеуловителей являются вихревые пылеуловители. Основным их отличием от предыдущего вида является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. В качестве вторичного газового потока в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух. При использовании в качестве вторичного газа запыленных газов производительность аппарата увеличивается на 40 - 65 % без заметного снижения эффективности очистки. Критический диаметр частиц полностью улавливаемых в пылеуловителе определяется по формуле 15 :

где х г - скорость газов в свободном сечении аппарата, м/с; H - высота пылеулавливающей камеры, м; D ап - диаметр аппарата, м; D тр - диаметр подводящей трубы, м; щ - скорость вращения, м/c.

Достоинствами вихревых пылеуловителей по сравнению с циклонными:

• 1) более высокая эффективность улавливания высокодисперсной пыли;
• 2) отсутствие абразивного износа внутренних поверхностей нагрева;
• 3) возможность очистки газа при более высоких температурах за счет использования холодного газа;
• 4) возможность регулирования процесса сепарации за счет изменения количества вторичного газа. Недостатками данного типа пылеуловителей:
• 1) необходимость использования дополнительного дутьевого устройства;
• 2) повышение общего объема газов, проходящих через сепаратор, за счет вторичного воздуха;
• 3) большая сложность аппарата в эксплуатации.

Ниже приведены характерные параметры сухих механических пылеуловителей .

Таблица 4. Характерные параметры сухих механических пылеуловителей

Если не предпринимать специальных мер по отводу механических отходов и запыленного воздуха из рабочей зоны деревообрабатывающего станка , окружающее пространство вскоре после начала работы становится непригодным для нахождения в нем человека, не оснащенного индивидуальными средствами защиты, и чрезвычайно пожароопасным. Пылеулавливающие (аспирационные) установки имеют целью очистить атмосферу производственного помещения, сделать работу персонала комфортной и безопасной.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Автономные пылеулавливающие (аспирационные) устройства используются в производственных помещениях, оборудовать которые централизованной системой очистки воздуха и удаления отходов представляется невозможным или нецелесообразным. Такие установки применяются в основном на участках по обработке древесины и подобных ей материалов небольших предприятий мебельной, строительной и других отраслей.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Конструктивно схема очистки смеси воздуха со стружкой и опилками, отводимой из зоны механической обработки создающим вакуум вытяжным вентилятором, представляет собой фильтрацию ее пропусканием через слой ткани, из которой изготовлена принимающая емкость. Отделяемая фильтром твердая составляющая смеси осаждается в нижнюю часть устройства, выполняющую функцию накопителя отходов.

Высокая степень очистки воздуха, достигающая 99,9%, позволяет освободить работников от необходимости применения индивидуальных защитных устройств (респираторов и т.п.) и снизить уровень пожарной опасности до нормативного уровня.

Конструкция большинства современных деревообрабатывающих станков предусматривает возможность подключения их к цеховой аспирационной системе или к пылеулавливающему агрегату.

Пылеулавливающие устройства комплектуются как одним, так и несколькими фильтрующими блоками, состоящими из расположенных друг над другом тканевых мешков: фильтра и накопителя. В зависимости от объема выделяемых оборудованием отходов можно подобрать установку соответствующей производительности. К одному агрегату, как правило, можно подключить несколько источников выбросов.

Многие модели пылеулавливающих установок могут использоваться в режиме пылесоса при уборке производственного помещения.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Пылеулавливающие установки стали обязательным элементом организации деревообрабатывающего производства. Без таких устройств невозможно выполнить установленные санитарными нормами требования к условиям труда и обеспечить соответствие стандартам пожарной безопасности.