Cyklónový zberač prachu

Keď sa prúd vzduchu otáča, častice prachu v prúde vzduchu budú oddelené od prúdu vzduchu odstredivou silou. Technológia, ktorá využíva na odstránenie prachu odstredivú silu, sa nazýva technológia odstredivého odstraňovania prachu. Zariadenie, ktoré využíva na odstránenie prachu odstredivú silu, sa nazýva cyklónový zberač prachu.

Po vstupe cyklónového zberača prachu do zariadenia v tangenciálnom smere sa prachové častice oddelia od plynu v dôsledku odstredivej sily, aby sa dosiahol účel čistenia spalín. Prúd vzduchu v cyklónovom zberači prachu sa musí opakovane mnohokrát otáčať a lineárna rýchlosť otáčania prúdu vzduchu je tiež veľmi rýchla, takže odstredivá sila na častice v rotujúcom prúde vzduchu je oveľa väčšia ako gravitácia. Pri cyklónových zberačoch prachu s malým priemerom a vysokým odporom môže byť odstredivá sila až 2500-krát väčšia ako gravitačná sila. Pri cyklónových zberačoch prachu s veľkým priemerom a nízkym odporom je odstredivá sila viac ako 5-krát väčšia ako gravitácia. Plyn naplnený prachom vytvára počas procesu rotácie odstredivú silu, ktorá vrhá prachové častice s relatívnou hustotou väčšou ako je hustota plynu smerom k stene. Akonáhle sa prachové častice dostanú do kontaktu so stenou, stratia radiálnu zotrvačnú silu a klesajú pozdĺž steny hybnosťou a gravitáciou smerom nadol a vstupujú do potrubia na vypúšťanie popola. Keď rotujúci a klesajúci vonkajší vírivý plyn dosiahne kužeľ, posunie sa bližšie k stredu zberača prachu v dôsledku kontrakcie kužeľa. Podľa princípu konštantného „rotačného momentu“ sa tangenciálna rýchlosť plynule zvyšuje a odstredivá sila pôsobiaca na prachové častice je tiež plynulo zosilňovaná. Keď prúd vzduchu dosiahne určitú polohu na spodnom konci kužeľa, začína od stredu cyklónového odlučovača v rovnakom smere otáčania, obráti sa zdola nahor a pokračuje v špirálovom prúdení, t. vnútorné vírivé prúdenie vzduchu. Dodatočne prečistený plyn je z potrubia odvádzaný von cez výfukové potrubie a z neho je odvádzaná aj časť nezachytených prachových častíc.

Výkon cyklónového zberača prachu zahŕňa tri technické výkony (prietok spracovateľského plynu Q, tlaková strata △Þ a účinnosť odstraňovania prachu η) a tri ekonomické ukazovatele (investície do infraštruktúry a náklady na riadenie prevádzky, podlahová plocha a životnosť). Tieto faktory je potrebné plne zvážiť pri kontrole a výbere cyklónových zberačov prachu. Ideálny cyklónový zberač prachu musí technicky spĺňať požiadavky procesnej výroby a ochrany životného prostredia na koncentráciu plynného prachu, čo je najekonomickejšie. Pri konkrétnom návrhu a výbere formy je potrebné skombinovať skutočnú výrobu (obsah plynného prachu, povaha prachu, zloženie veľkosti častíc), odkázať na praktické skúsenosti a vyspelú technológiu podobných tovární doma i v zahraničí a komplexne zvážiť vzťah medzi tromi ukazovateľmi technickej výkonnosti. Napríklad, keď je koncentrácia prachu vysoká, pokiaľ to výkon dovolí, je hlavnou vecou zlepšenie účinnosti zberu η. Pre hrubý prach s veľkými separovanými časticami nie je potrebné používať vysokoúčinný cyklónový zberač prachu, aby sa predišlo veľkým stratám kinetickej energie.

Cyklónový zberač prachu sa skladá zo sacieho potrubia, výfukového potrubia, valca, kužeľa a zásobníka popola. Cyklónový zberač prachu má jednoduchú štruktúru, ľahko sa vyrába, inštaluje, udržiava a spravuje a má nízke investície do zariadenia a prevádzkové náklady. Široko sa používa na oddelenie pevných a kvapalných častíc od prúdu vzduchu alebo na oddelenie pevných častíc od kvapaliny. Za normálnych prevádzkových podmienok je odstredivá sila pôsobiaca na častice 5 až 2500-krát väčšia ako gravitačná sila, takže účinnosť cyklónového zberača prachu je výrazne vyššia ako účinnosť gravitačnej sedimentačnej komory. Na základe tohto princípu bolo úspešne vyvinuté cyklónové zariadenie na odstraňovanie prachu s účinnosťou odstraňovania prachu nad 80 %. Medzi mechanickými zberačmi prachu je efektívnejší cyklónový zberač prachu. Je vhodný na odstraňovanie nelepivého a nevláknitého prachu, väčšinou sa používa na odstraňovanie častíc nad 5μm. Paralelné viacrúrkové cyklónové zberné zariadenie prachu má tiež účinnosť odstraňovania prachu 80-85% pre 3μm častice. Cyklónový zberač prachu je vyrobený zo špeciálnych kovových alebo keramických materiálov, ktoré sú odolné voči vysokej teplote, oteru a korózii a môžu byť prevádzkované pri teplote do 1000°C a tlaku do 500×105Pa. Pokiaľ ide o technológiu a hospodárnosť, rozsah riadenia tlakovej straty cyklónového zberača prachu je vo všeobecnosti 500 až 2000 Pa. Preto patrí k stredne účinným zberačom prachu a možno ho použiť na čistenie vysokoteplotných spalín. Ide o široko používaný zberač prachu, ktorý sa najviac používa pri odstraňovaní prachu zo spalín kotlov, viacstupňovom odstraňovaní prachu a odstraňovaní predprašnosti. Jeho hlavnou nevýhodou je nízka účinnosť odstraňovania jemných prachových častíc (<5μm).