Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил

(6)

(7)

Определив диаметр цилиндрической части циклона D,находят все остальные его размеры. На рис. 5 показаны размеры циклона в зависимости от диаметра его цилиндрической части.

Особенностью циклона конструкции НИИОгаза является на­клонный патрубок для поступающего газа, от его угла наклона за­висит степень очистки газа:

циклон с углом 24 (ЦН-24) обеспечивает большую производи­тельность при малом гидравлическом сопротивлении и предназ­начен для улавливания крупных частиц. Коэффициент гидравли­ческого сопротивления ξ_ц = 60;

циклон с углом 15° (ЦН-15) обеспечивает хорошую степень очистки при сравнительно невысоком гидравлическом сопротив­лении (ξ_ц = 160);

циклон с углом 1Г (ЦН-11) обеспечивает высокую степень очистки (ξ_ц = 250).

Батарейный циклон (рис. 6), состоящий из параллель­но включенных циклонов малого диаметра (150...250 мм), позво­ляет увеличить центробежную силу и скорость осаждения частиц. Загрязненный газ через входной патрубок поступает в газораспре­делительную камеру и распределяется по циклонным элементам, установленным в общем корпусе. В циклонные элементы газ по­ступает не тангенциально, а сверху через кольцевое пространство между корпусом циклона и выхлопной трубой. Для создания вра­щающегося потока газа в кольцевом зазоре предусмотрено закру­чивающее устройство в виде винта. Схема циклонного элемента показана на рис. 7.

Рис. 7. Элемент батарейного циклона:

1 — выхлопная труба; 2—винтовые лопасти; 3— кор­пус; 4— коническое днище

Пыль собирается в коническом бун­кере, а очищенный газ выходит из ба­тареи через общий отводящий патру­бок.

Батарейные циклоны используют при больших расходах газа, когда применение нескольких одинарных циклонов экономически нецелесооб­разно.

Циклоны рекомендуется использо­вать для улавливания твердых частиц размером не менее 10 мкм.

Циклоны получили широкое рас­пространение в пищевых производ­ствах для очистки газовых выбросов, улавливания из газовых потоков пищевого сырья (частиц сахара, барды, сухого молока, дрожжей).

5.3. Фильтрование газов через пористые перегородки

В зависимости от вида фильтровальной перегородки фильтры бывают с мягкими, полужесткими и жесткими пористыми перего­родками.

Фильтры с мягкими фильтровальными перегородками — рукав­ные, или мешочные, широко применяют для очистки газов от пыли. Мягкие пористые перегородки выполняют из тканевых, не­тканых волокнистых, пористых листовых материалов (металлоткани, пористые пластмассы и резины).

Батарейный рукавный фильтр с фильтрующими элементами из различных тканевых материалов изображен на рис.8. Рукава и мешки подвешивают в прямоугольном корпусе к об­шей раме. Запыленный газ поступает снизу внутрь рукавов в от­крытые торцевые отверстия. Проходя через боковые цилиндри­ческие поверхности рукавов, газ фильтруется, а пыль оседает на внутренней поверхности рукавов.

В процессе эксплуатации слой пыли увеличивается и сопротив­ление фильтра возрастает. Для регенерации фильтра рукава или Мешки периодически встряхивают специальным механизмом 2, смонтированным на крышке филь­тра. Иногда применяют обратную продувку газом или воздухом филь­трующих элементов фильтра. Осев­шая пыль собирается в коническом днище фильтра, откуда выгружает­ся шнеком.

В некоторых случаях применя­ют секционные фильтры. Каждая секция в таком фильтре имеет свой встряхивающий механизм, что по­зволяет последовательно прово­дить регенерацию фильтрующих элементов без отключения всего фильтра.

Рис. 8. Батарейный рукавный фильтр:

1- рама; 2— встряхивающий механизм; 3 — кор­пус; 4 — рукав; 5 — шнек

Мешочный фильтр с соплами Вентури для реге­нерации фильтров представляет собой цилиндрический аппарат с коническим сборником для пыли. Запыленный газ подается в фильтр снизу через штуцер внутрь мешков. Фильтруясь через ме­шочные фильтры, газ очищается и выходит через штуцер в крыш­ке фильтра. Частицы осаждаются на поверхности мешков.

Для чистки мешков внутри каждого из них имеется сопло Вентури через которое короткими интенсивными впрысками подает­ся сжатый воздух. При этом мешки раздуваются и частицы сбра­сываются с материала мешка практически полностью.

Такие фильтры рассчитывают по выбранной удельной скорости фильтрования, которую можно принимать в зависимости от плотности и степени запыленности газа в пределах 0,01…0 06 м³/(м² с).

Рукавные (мешочные) фильтры обеспечивают высокую степень очистки газа: содержание пыли в очищенном газе составляет несколько миллиграммов на 1 м³.

Фильтры с полужесткими фильтровальными перегородками обычно состоят из кассет, в которых между сетками зажимают слой
стекловолокна, металлической стружки или других материалов, пропитанный специальным составом для лучшего улавливания взвешенных в газе частиц. Кассеты, объединенные в секции, применяют для
очистки малозапыленных газов с содержанием пыли
0,001…0,005 г/м³.

Рис. 9. Патронный фильтр:

1- крышка; 2 — коллектор; 3 — решетка; 4— корпус; 5 — фильтровальный элемент; 6 — днише; 7—сборник пыли

Фильтры с жесткими фильтровальны­ми перегородками,изготовленные из по­ристой керамики, спеченных или спрес­сованных металлических порошков, а также пластмасс, используют для тон­кой очистки газов. Форма фильтроваль­ных элементов может быть цилиндри­ческой, кольцевой или плоской.

Патронный фильтр с цилинд­рическими фильтровальными элемента­ми из пористой керамики показан на рис. 9. В корпусе фильтра на решетке 3 расположено несколько цилиндричес­ких фильтровальных элементов. Запы­ленный газ поступает в нижнюю часть фильтра, проходит через фильтроваль­ные элементы, как показано на рисунке, и очищается от взвешенных частиц. Осадок собирается на внеш­ней поверхности фильтровальных элементов, а очищенный газ выходит из внутреннего объема фильтровальных элементов и вы­водится из фильтра. Для регенерации фильтров их периодически продувают обратным током сжатого газа, подаваемого через кол­лектор. При этом пыль собирается в конической части днища и удаляется в сборник пыли.

В фильтрах с металлокерамическими элементами можно очи­щать пыль, содержащую взвешенные частицы размером более 0,5 мкм.