Ciklonski sakupljač prašine

Kada se struja zraka rotira, čestice prašine u struji zraka bit će odvojene od struje centrifugalnom silom. Tehnologija koja koristi centrifugalnu silu za uklanjanje prašine naziva se centrifugalnom tehnologijom uklanjanja prašine. Oprema koja koristi centrifugalnu silu za uklanjanje prašine naziva se ciklonski sakupljač prašine.

Nakon što ciklonski otprašivač uđe u uređaj tangencijalnim smjerom, centrifugalnom silom se čestice prašine odvajaju od plina kako bi se postigla svrha pročišćavanja dimnih plinova. Protok zraka u ciklonskom sakupljaču prašine mora se više puta okretati, a linearna brzina rotacije protoka zraka također je vrlo brza, tako da je centrifugalna sila na čestice u rotirajućem protoku zraka puno veća od gravitacije. Za ciklonske sakupljače prašine s malim promjerom i velikim otporom, centrifugalna sila može biti do 2500 puta veća od gravitacije. Za ciklonske sakupljače prašine velikog promjera i niskog otpora, centrifugalna sila je više od 5 puta veća od gravitacije. Plin pun prašine stvara centrifugalnu silu tijekom procesa rotacije, bacajući čestice prašine relativne gustoće veće od gustoće plina prema zidu. Jednom kada čestice prašine dođu u dodir sa stijenkom, gube radijalnu inercijsku silu i padaju uz stijenku silom kretanja prema dolje i gravitacijom prema dolje, te ulaze u cijev za ispuštanje pepela. Kada rotirajući i silazni vanjski vrtložni plin dosegne stožac, pomiče se bliže središtu sakupljača prašine zbog kontrakcije stošca. Prema principu konstantnog "rotirajućeg momenta", tangencijalna brzina se kontinuirano povećava, a centrifugalna sila na čestice prašine također kontinuirano jača. Kada strujanje zraka dosegne određeni položaj na donjem kraju konusa, kreće od sredine ciklonskog separatora u istom smjeru vrtnje, okreće se odozdo prema gore i nastavlja spiralno strujati, tj. unutarnje vrtložno strujanje zraka. Naknadno pročišćeni plin ispušta se iz cijevi kroz ispušnu cijev, a iz nje se ispušta i dio čestica prašine koje nisu zarobljene.

Učinkovitost ciklonskog sakupljača prašine uključuje tri tehnička svojstva (protok plina za obradu Q, gubitak tlaka △Þ i učinkovitost uklanjanja prašine η) i tri ekonomska pokazatelja (ulaganje u infrastrukturu i troškove upravljanja radom, prostor na podu i radni vijek). Ove čimbenike treba u potpunosti uzeti u obzir prilikom pregleda i odabira ciklonskih sakupljača prašine. Idealan ciklonski otprašivač mora tehnički zadovoljiti zahtjeve procesa proizvodnje i zaštite okoliša za koncentraciju plinske prašine, što je najekonomičnije. U specifičnom dizajnu i odabiru oblika potrebno je kombinirati stvarnu proizvodnju (sadržaj plinske prašine, prirodu prašine, sastav veličine čestica), pozvati se na praktično iskustvo i naprednu tehnologiju sličnih tvornica u zemlji i inozemstvu, te sveobuhvatno razmotriti odnos između tri tehnička pokazatelja učinka. Na primjer, kada je koncentracija prašine visoka, sve dok snaga dopušta, poboljšanje učinkovitosti sakupljanja η je glavna stvar. Za grubu prašinu s velikim odvojenim česticama nije potrebno koristiti ciklonski sakupljač prašine visoke učinkovitosti kako bi se izbjegao veliki gubitak kinetičke energije.

Ciklonski sakupljač prašine sastoji se od usisne cijevi, ispušne cijevi, cilindra, konusa i spremnika za pepeo. Ciklonski sakupljač prašine je jednostavne strukture, jednostavan za proizvodnju, ugradnju, održavanje i upravljanje, te ima niska ulaganja u opremu i troškove rada. Naširoko se koristi za odvajanje krutih i tekućih čestica od strujanja zraka ili za odvajanje krutih čestica od tekućine. Pod normalnim radnim uvjetima, centrifugalna sila koja djeluje na čestice je 5 do 2500 puta veća od sile teže, tako da je učinkovitost ciklonskog sakupljača prašine znatno veća od one gravitacijske sedimentacijske komore. Na temelju ovog principa uspješno je razvijen ciklonski uređaj za uklanjanje prašine s učinkovitošću uklanjanja prašine od preko 80%. Među mehaničkim sakupljačima prašine, ciklonski sakupljači prašine su učinkovitiji. Pogodan je za uklanjanje neljepljive i nevlaknaste prašine, uglavnom se koristi za uklanjanje čestica iznad 5 μm. Paralelni višecijevni ciklonski uređaj za sakupljanje prašine također ima učinkovitost uklanjanja prašine od 80-85% za čestice od 3 μm. Ciklonski otprašivač izrađen je od posebnih metalnih ili keramičkih materijala koji su otporni na visoke temperature, abraziju i koroziju, a mogu raditi na temperaturi do 1000°C i tlaku do 500×105Pa. U smislu tehnologije i ekonomije, raspon kontrole gubitka tlaka ciklonskog sakupljača prašine općenito je 500～2000Pa. Stoga spada u srednje učinkovite otprašivače i može se koristiti za pročišćavanje visokotemperaturnih dimnih plinova. To je široko korišten sakupljač prašine, koji se uglavnom koristi za uklanjanje prašine iz dimnih plinova kotla, višestupanjsko uklanjanje prašine i prethodno uklanjanje prašine. Njegov glavni nedostatak je niska učinkovitost uklanjanja finih čestica prašine (<5μm).