Принцип работы, технические характеристики групповых циклонов

Содержание 

 

Введение…………………………………………………………………3

Общая характеристика группового циклона ЦН – 15-400х4У………..4

Принцип работы  группового циклона ЦН – 15-400х4У ……………..5

Технические характеристики группового циклона……………………8

Требования к эксплуатации…………………………………………….11

Заключение……………………………………………………………...12

Список использованной литературы…………………………………..14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Различные производственные процессы могут загрязнять атмосферный  воздух взвешенными твердыми или  жидкими частицами, которые делятся  на пыль, дым и туман.

Среди проблем защиты окружающей среды наиболее актуальной является охрана воздушного бассейна, так как  загрязненный воздух ухудшает экологические  условия, приводит к преждевременному износу основных фондов промышленности, объектов жилищьно-коммунального хозяйства и т.д.

Основным мероприятием по защите атмосферы от вредных выбросов является применение технических средств. Для улавливания взвешенных частиц применяется различная аппаратура, в составе которой значительное место занимают циклонные аппараты, которые являются наиболее актуальными для сухого механического пылеулавливания.

Одной из главных  задач охраны окружающей среды является обеспечение нормальной работы пылеочистных установок на заводе, так как пыль является основным источником загрязнения. Источники загрязнения делятся на организованные и неорганизованные. Первые выбрасывают вредные вещества в атмосферу через трубы или шахты, вторые - с больших площадей (склады каменных материалов). Существуют источники загрязнения водной среды: от поверхностного стока с территории завода; оборотная вода от промывки материалов.

Для предупреждения загрязнения пылью воздуха необходимо: по возможности ограничить выброс в  атмосферу отходящих газов и  запыленного вентиляционного воздуха; применять герметичные устройства при транспортировке пылящих материалов; не применять складов для пылящих материалов.

 

 

Общая характеристика группового циклона ЦН – 15-400х4У

 

Циклоны ЦН-15 являются наиболее универсальными и распространёнными  аппаратами газоочистки, широко применяемыми для отделения пыли от газов и  воздуха (в том числе и аспирационного) в самых различных отраслях промышленности; в чёрной и цветной металлургии, химической и нефтяной промышленности, промышленности строительных материалов, энергетике, деревообработке. Циклоны  ЦН-15 применяются при следующих  технологических процессах: сушка, обжиг, агломерация, сжигании топлива  и т.д.

Циклонные аппараты вследствие дешевизны и простоты устройства и эксплуатации, относительно небольшого сопротивления и высокой производительности являются наиболее распространенным типом  механического пылеуловителя. Циклонные  пылеуловители имеют следующие  преимущества перед другими аппаратами: отсутствие движущихся частей; надежная работа при температуре до 500 °С без конструктивных изменений; пыль улавливается в сухом виде; возможность улавливания абразивных пылей, для чего активные поверхности циклонов покрываются специальными материалами; возможность работы циклонов при высоких давлениях; стабильная величина гидравлического сопротивления; простота изготовления и возможность ремонта; повышение концентрации пыли не приводит к снижению фракционной эффективности аппарата. К недостаткам можно отнести высокое гидравлическое сопротивление, достигающее 1250—1500 Па, и низкую эффективность при улавливании частиц размером <5 мкм.

 

 

 

 

 

Принцип работы  группового циклона ЦН – 15-400х4У

 

Работа циклона основана на использовании центробежных сил, возникающих при вращении газопылевого потока внутри корпуса аппарата. Вращение достигается путем тангенциального  ввода потока в циклон. В результате действия центробежных сил частицы  пыли, взвешенные в потоке, отбрасываются  на стенки корпуса и выпадают из потока Чистый газ, продолжая вращаться, совершает поворот на 180° и  выходит из циклона через расположенную  по оси выхлопную трубу. Частицы  пыли, достигшие стенок корпуса, под  действием перемещающегося в  осевом направлении потока и сил  тяжести движутся по направлению  к выходному отверстию корпуса  и выводятся из циклона. Ввиду  того что решающим фактором, обусловливающим  движение пыли, являются аэродинамические силы, а не силы тяжести, циклоны  можно располагать наклонно и  даже горизонтально. На практике из-за компоновочных решений, а также  для размещения пылетранспортных систем циклоны, как правило, устанавливают в вертикальном положении.

При движении во вращающемся  криволинейном потоке газа частица  пыли находится под действием  силы тяжести, центробежной силы и силы сопротивления. Масса частицы обычно настолько мала, что ею пренебрегают, поэтому скорость частиц в циклоне  без большой ошибки можно принять  равной скорости вращения газопылевого потока.

Область циклонного процесса, или зона улавливания пыли, расположена  между концом выхлопной трубы  и пылеотводящим отверстием циклона. Часть этой зоны занимает конусный патрубок, в нем оканчивается циклонный вихрь. В цилиндрическом циклоне (без конусного патрубка) циклонный вихрь опирается на пылевой слой в бункере аппарата. При этом частицы вторично уносятся из бункера, т. е. происходит явление, аналогичное действию атмосферных вихрей на предметы, находящиеся на поверхности земли. Вторичный унос частиц возникает и тогда, когда выбран чрезмерно большой угол конусности нижнего патрубка циклона.

Бункер участвует в  аэродинамике циклонного процесса, поэтому  использование циклонов без бункера  или с уменьшенным по сравнению  с рекомендуемыми размерами бункером снижает к. п. д. аппаратов. Существенное влияние на циклонный процесс  оказывает турбулентность, которая  во многом определяет степень очистки. Поток, поступающий в выхлопную  трубу, продолжает интенсивно вращаться. Затухание этого вращательного движения, связанное с невосполнимыми потерями энергии, происходит сравнительно медленно.

Для устранения вращательного  движения на выходе из циклона и  уменьшения гидравлических потерь иногда применяют специальные устройства, например раскручиватели. Однако практический опыт показывает, что эти устройства снижают эффективность циклонов при улавливании мелкодисперсной пыли. Применение циклонов типа ЦН – 15-400х4У недопустимо в условиях токсичных или взрывоопасных сред; их также не рекомендуется использовать для улавливания сильно слипающихся пылей.

При небольших капитальных  затратах и эксплуатационных расходах циклоны обеспечивают очистку газов  эффективностью 85-98% от частиц пыли размером более 10 мкм. Циклоны рекомендуется  использовать перед высокоэффективными аппаратами газоочистки (фильтры, электрофильтры). В ряде случаев достигаемая эффективность  циклонов оказывается достаточной  для выброса газов или воздуха  в атмосферу.

Исходя из компоновочных  соображений групповые циклоны  изготовляют с камерой очищенного газа в виде улитки (вентилятор устанавливается после циклона), или в виде сборника (вентилятор устанавливается перед циклоном).

При работе циклонов должна быть обеспечена непрерывная выгрузка пыли. Уровень пыли в бункере не должен подыматься выше 0,5 диаметра циклона  от крышки бункера.

В обычных условиях оптимальной  скоростью воздуха в цилиндрической части бункера является 4 м/сек, скорость 2,5 м/сек рекомендуется принимать при работе с абразивной пылью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические характеристики группового циклона.

 

Основными элементами циклона  являются корпус, конус, улитка, крышка винтовая с выхлопной трубой (рисунок 1).Циклон представляет собой инерционный  пылеуловитель, в котором выделение  частиц из воздушной (газовой) среды  происходит в основном под воздействием центробежной силы, возникающей при  вращении воздушного потока в корпусе  аппарата.

Запыленный воздух входит в винтообразный циклон через  патрубок и, приобретая вращательное движение, опускается винтообразно вдоль внутренних стенок цилиндра и конуса. В центральной зоне циклона воздушный поток, освобожденный от пыли, поднимается винтообразно вверх и удаляется через выхлопную трубу наружу.

Циклоны могут изготавливаться  как правого, так и левого исполнения. У циклонов правого исполнения движение воздуха при взгляде на циклон сверху осуществляется по часовой стрелке, у циклонов левого исполнения –  против часовой стрелки.

 

Таблица 1 – Основные размеры  и масса циклонов ЦН-15

 

Рисунок 1 – Групповой циклон типа ЦН-15-400х4У

1 – циклон правый, 2 –  циклон левый, 3 – улитка правая, 4 – улитка левая, 5 – коллектор  верхний, 6 – коллектор нижний

ЦН - циклон конструкции НИИОгаза

15 - угол наклона входного патрубка относительно горизонтали(град.)

П, Л - "правое" ("левое") вращение газа в улитке

число после тире - внутренний диаметр цилиндрической части циклона (мм.)

следующая цифра - количество циклонов в группе

У - с камерой очищенного газа в виде "улитки"

С - с камерой очищенного газа в виде сборника

П - пирамидальный бункер

Техническая характеристика циклонов типа ЦН – 15

допустимая запылённость газа, г/м3 -

для слабослипающихся пылей ...................................не более 1200

для среднеслипающихся пылей...................................................250

температура очищаемого газа, 0С.................................не более 400

максимальное давление (разряжение), кгс/м3............................500

коэффициент гидравлического  сопротивления:

для одиночных циклонов............................................................147

для групповых циклонов:

с "улиткой"....................................................................................175

со сборником................................................................................182

 

Таблица 2- Техническая характеристика циклонов типа ЦН-15-400х4У

 

Типоразмер	Площадь сечения, м2	Производительность м2/ч		Рабочий объем бункера, м2
		При V=2.5м/с	При V=4м/с
ЦН-15-400х4у	0,5	4500	7200	0,76

 

 

Требования к эксплуатации

 

Для надёжной работы циклонных  аппаратов температура газов  должна быть выше точки росы на 20-250С  при негигроскопичной пыли и газах  с большой влажностью.

При выборе допускаемой запылённости газов рекомендуется учитывать  склонность прилипания пыли к стенкам  циклона, зависящую от физико-химических свойств, дисперстного состава пыли, влажности газов, материала и состояния поверхности стенок. В качестве общего правила следует иметь в виду, что, чем тоньше пыль, тем легче она прилипает. Пыль у которой         60-70% частиц имеют диаметр меньше 10 мкм, ведут себя, как липкие, хотя та же пыль крупнее 10 мкм обладает хорошей сыпучестью.

Для обеспечения надёжной работы циклонов при работе очистке  газов от среднеслипающихся пылей допустимая запылённость газов должна быть уменьшена в 4 раза, а для сильно слипающихся в 8-10 раз.

Длительная надёжная работа циклонов ЦН-15 в значительной степени  зависит от интенсивности абразивного  износа. При улавливании крупной  абразивной пыли, концентрацию её надо снизить в 2-3 раза против допустимой с помощью предварительной очистки  газов в пылеотстойниках, разгрузителях и других простейших пылеуловителях.

Уменьшению степени абразивного  износа также способствует снижение скоростей газового потока на входе  в циклон, хотя и будет иметь  место и некоторое уменьшение эффективности очистки.

На эффективность работы ЦН-15 существенное влияние оказывает  режим работы аппарата. Для обеспечения  наиболее высоких показателей очистки  газов режим работы ЦН должен быть стабильным. Изменение в расходе  газов не должно превышать 10-12%.

 

 

Заключение

Интенсивное развитие хозяйственной  деятельности людей, деградация природных  экосистем, приводят природу к состоянию  кризиса, грозящего экологической  катастрофой. Поэтому перед человечеством  встала задача рационального природопользования в сочетании с эффективным  снижением отрицательного воздействия  промышленного производства на биосферу.

Антропогенные воздействия  на биосферу многообразны и в последние  годы приближаются к критическому допустимому. Среди них особо негативны воздействия на атмосферу:

- выбросы многообразных  антропогенных веществ и других  видов загрязнений;

- выбросы тепла, влияющие  на нагрев атмосферы и изменение  ее радиационных параметров, в  особенности приземных слоев,  в которых существуют люди, животные, растения.

Разумное решение экологической  проблемы возможно только при условии  естественного сочетания научно-технического прогресса с многогранными аспектами  защиты биосферы, экосферы, что должно быть в основе развития и создания действующих и новых производств и источников энергии.