Циклон (пылеуловитель)

Циклон — воздухоочиститель, применяемый в промышленности для очистки газов или жидкостей от взвешенных частиц. Принцип очистки — инерционный(с использованием центробежной силы), а также гравитационный. Циклонные пылеуловители представляют наиболее многочисленную группу среди всех видов пылеулавливающей техники и используются повсеместно во всех отраслях промышленности. Собранная пыль может быть в дальнейшем переработана.

Воздухоочистители циклонного типа также используются на транспорте, например, на грузовых автомобилях МАЗ, КАМАЗ предшествующая очистка воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания совершается в «циклоне», затем полная очистка происходит в инерционно-масляном или сухом воздушном фильтре.

Принцип действия

Принцип действия простейшего противоточного циклона заключается в потоке запылённого газа, который вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате образуется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие действия силы инерции, а именно центробежной силы, частицы пыли выносятся из потока и оседают на внутренних стенах аппарата, затем подхватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли (на рисунке не показан). Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выходит из циклона через соосную выхлопную трубу.

Конструкция

В наше время существует множество вариаций моделей циклонов. Кроме описанного выше противоточного циклона существуют и менее популярный аналог прямоточный. Противоточные циклоны отличаются размерами, соотношением цилиндрической и конической частей, а также относительной высотой (то есть отношением высоты к диаметру) цилиндрической части. Чем больше относительная высота, тем ниже коэффициент гидравлического сопротивления и разрежение в бункере (меньше вероятность подсоса пыли в аппарат), но меньше степень очистки. Наиболее эффективная относительная высота составляет 1,6, что соответствует принципу «золотое сечение».

Эффективность

Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). Для распространённых циклонов типа ЦН степень очистки может достигать:

• для частиц с условным диаметром 20 микрон

99,5 %

• для частиц с условным диаметром 10 микрон

95 %

• для частиц с условным диаметром 5 микрон

83 %

C уменьшением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Кроме этого допустимо использовать электростатический фильтр, наиболее подходящий для взаимодействия с малыми частицами.

Достоинства и недостатки

Циклоны просты в разработке и изготовлении, надёжны, высокопроизводительны, могут использоваться для очистки агрессивных и высокотемпературных газов и газовых смесей. Недостатками являются высокое гидравлическое сопротивление, невозможность улавливания пыли с малым размером частиц и небольшая долговечность (особенно при очистке газов от пыли с высокими абразивными свойствами).