Ciklonski sakupljač prašine

Kada se protok zraka okreće, čestice prašine u struji zraka će se odvojiti od strujanja zraka pomoću centrifugalne sile. Tehnologija koja koristi centrifugalnu silu za uklanjanje prašine naziva se tehnologija centrifugalnog uklanjanja prašine. Oprema koja koristi centrifugalnu silu za uklanjanje prašine naziva se ciklonski sakupljač prašine.

Nakon što ciklonski sakupljač prašine uđe u uređaj duž tangencijalnog smjera, čestice prašine se odvajaju od plina zbog centrifugalne sile kako bi se postigla svrha pročišćavanja dimnih plinova. Protok zraka u ciklonskom sakupljaču prašine mora se više puta rotirati, a linearna brzina rotacije protoka zraka je također vrlo brza, tako da je centrifugalna sila na čestice u rotirajućem protoku zraka mnogo veća od gravitacije. Za ciklonske sakupljače prašine sa malim prečnikom i velikim otporom, centrifugalna sila može biti i do 2500 puta veća od gravitacije. Za ciklonske sakupljače prašine velikog promjera i malog otpora, centrifugalna sila je više od 5 puta veća od gravitacije. Gas pun prašine stvara centrifugalnu silu tokom procesa rotacije, bacajući čestice prašine sa relativnom gustinom većom od gasa prema zidu. Jednom kada čestice prašine dođu u kontakt sa zidom, one gube radijalnu inercijsku silu i padaju duž zida uz pomoć silanog momenta i sila gravitacije, te ulaze u cijev za ispuštanje pepela. Kada rotirajući i silazni vanjski vrtložni plin dosegne konus, on se pomiče bliže centru sakupljača prašine zbog kontrakcije konusa. Po principu konstantnog "rotacionog momenta" tangencijalna brzina se kontinuirano povećava, a centrifugalna sila na čestice prašine također se kontinuirano jača. Kada strujanje zraka dostigne određenu poziciju na donjem kraju konusa, počinje od sredine ciklonskog separatora u istom smjeru rotacije, obrće se odozdo prema vrhu i nastavlja da pravi spiralni tok, tj. unutrašnji vrtložni tok vazduha. Naknadno pročišćeni plin se ispušta iz cijevi kroz izduvnu cijev, a iz njega se izbacuje i dio čestica prašine koje nisu zarobljene.

Performanse ciklonskog sakupljača prašine uključuju tri tehničke performanse (protok procesnog gasa Q, gubitak pritiska △Þ i efikasnost uklanjanja prašine η) i tri ekonomska indikatora (ulaganje u infrastrukturu i troškove upravljanja radom, prostor i vijek trajanja). Ove faktore treba u potpunosti uzeti u obzir prilikom pregleda i odabira ciklonskih sakupljača prašine. Idealan ciklonski sakupljač prašine mora tehnički zadovoljiti zahtjeve procesne proizvodnje i zaštite okoliša za koncentraciju plinske prašine, što je najekonomičnije. U konkretnom dizajnu i odabiru forme potrebno je kombinovati stvarnu proizvodnju (sadržaj gasne prašine, prirodu prašine, sastav veličine čestica), pozvati se na praktična iskustva i naprednu tehnologiju sličnih fabrika u zemlji i inostranstvu, te sveobuhvatno razmotriti odnos između tri tehnička indikatora učinka. Na primjer, kada je koncentracija prašine visoka, sve dok snaga dozvoljava, poboljšanje efikasnosti sakupljanja η je glavna stvar. Za grubu prašinu sa velikim odvojenim česticama, nije potrebno koristiti visokoučinkoviti ciklonski sakupljač prašine kako bi se izbjegao veliki gubitak kinetičke energije.

Ciklonski sakupljač prašine se sastoji od usisne cijevi, izduvne cijevi, cilindra, konusa i spremnika za pepeo. Ciklonski sakupljač prašine je jednostavne strukture, jednostavan za proizvodnju, instalaciju, održavanje i upravljanje, te ima niske troškove ulaganja u opremu i rad. Široko se koristi za odvajanje čvrstih i tekućih čestica od protoka zraka ili za odvajanje čvrstih čestica od tekućine. U normalnim radnim uslovima, centrifugalna sila koja deluje na čestice je 5 do 2500 puta veća od gravitacije, tako da je efikasnost ciklonskog sakupljača prašine znatno veća od one gravitacione komore za sedimentaciju. Na osnovu ovog principa, uspješno je razvijen ciklonski uređaj za uklanjanje prašine sa efikasnošću uklanjanja prašine od preko 80%. Među mehaničkim sakupljačima prašine, ciklonski sakupljač prašine je efikasniji. Pogodan je za uklanjanje neljepljive i nevlaknaste prašine, uglavnom se koristi za uklanjanje čestica iznad 5 μm. Paralelni višecevni ciklonski uređaj za sakupljanje prašine takođe ima efikasnost uklanjanja prašine od 80-85% za čestice od 3μm. Ciklonski sakupljač prašine izrađen je od specijalnih metalnih ili keramičkih materijala koji su otporni na visoke temperature, abraziju i koroziju, a može raditi na temperaturi do 1000°C i pritisku do 500×105Pa. U smislu tehnologije i ekonomičnosti, opseg kontrole gubitka pritiska ciklonskog sakupljača prašine je općenito 500～2000Pa. Stoga spada u srednje efikasan kolektor prašine i može se koristiti za pročišćavanje visokotemperaturnih dimnih plinova. To je široko rasprostranjen sakupljač prašine, koji se uglavnom koristi u uklanjanju prašine iz dimnih plinova kotla, višestepenom uklanjanju prašine i prethodnom uklanjanju prašine. Njegov glavni nedostatak je niska efikasnost uklanjanja finih čestica prašine (<5μm).