Расчет циклонов для очистки воздуха, для улавливания пыли. Расчет эффективности.

Циклоны представляют собой эффективное пылеулавливающие оборудование, предназначенное для сухой очистки воздуха и газов от пылевидных частиц различного вида, размера и концентрации. Высокая эффективность, простота конструкции и обслуживания сделали устройство основной или первичной ступенью очистки в большинстве аспирационных систем. Циклонные фильтры широко применяются для очистки газов от нагревательных печей, очистки воздуха в пневматических и транспортерных системах подачи, загрузки, выгрузки и перегрузки  сыпучих материалов, в технологических процессах по производству и переработке в строительной, древесной, сельскохозяйственной, горнодобывающей, химической, металлургической отраслях промышленности. Для очистки воздуха или газа от загрязнений применяют циклоны различной конструкции и размеров. 

Расчет циклонов для улавливания пыли происходит на стадии создания проекта аспирации для строящегося объекта или при его реконструкции, при этом учитываются конкретные условия эксплуатации, особенности технологического процесса и интенсивность выбросов от источников загрязнения. Расчет циклона для очистки воздуха от пыли можно доверить только высококвалифицированным специалистам, которые имеют специальное образование, большой опыт производства подобных работ и специализируются на создании проектных решений для вентиляции и аспирации.

Основные факторы для расчета

Расчет циклона для очистки воздуха и газовых смесей является довольно сложной задачей, от выполнения которой зависит эффективность аспирационного оборудования. Получение неправильного результата существенно снизит степень очистки, повысит предельно-допустимую концентрацию веществ в атмосферных выбросах, создаст вредные или опасные условия для работы технического персонала предприятия. Увеличение количества загрязняющих веществ в выбросах приведет к огромным штрафам, которые наложат на организацию контролирующие органы Росприроднадзора.

Основными факторами при расчете циклона для очистки воздуха и газовоздушных смесей являются:

• вид загрязняющих веществ;
• размер твердых частиц;
• величина адгезии к стенкам циклона и степень слипаемости материалов;
• физические и химические свойства загрязнений;
• количество источников загрязнений;
• концентрация твердых частиц в очищаемом воздухе или газе;
• интенсивность образования загрязнений;
• наличие укрытий и защитных экранов в местах образования пыли;
• длина, размер и сложность сети воздуховодов системы аспирации;
• скорость движения запыленного потока;
• показатель гидравлического сопротивления циклона;
• климатические условия эксплуатации объекта и пылеулавливающего устройства.

Только при учете всех этих факторов возможен расчет циклона для пыли, эффективность которого обеспечит безопасные условия труда для персонала и соблюдение ПДК в выбросах в атмосферу.

Принцип действия циклонов

Принцип работы циклонов основан на использовании для разделения газовой и твердой составляющих запыленного потока центробежной и инерционной силы. Конструкция циклонного фильтра состоит из нескольких элементов:

• стальной корпус с конусной нижней и цилиндрической средней частью;
• входной спиралевидный патрубок;
• выходной патрубок в виде стальной трубы и спиральной насадки;
• накопительный бункер с шиберным затвором.

Расчет эффективности циклона должен происходить с пониманием принципа действия и конструкции пылеулавливающего устройства, предназначенного для очистки газов от загрязнений на конкретном производственном предприятии.

Загрязненный воздух через входной патрубок попадает внутрь циклона. Спиральная конструкция патрубка закручивает входящий поток по спирали по часовой или против часовой стрелки. Под действием центробежных сил воздух прижимается к стенкам корпуса и опускается в нижнюю часть циклона. Разделение происходит на уровне выходящего патрубка, в который устремляется воздух в противоположном направлении запыленному потоку, а более тяжелые частицы загрязнений, под действием силы инерции, продолжают опускаться в нижнюю часть корпуса. Очищенный воздух выходит наружу, а пыль оседает в накопительный бункер, из которого в дальнейшем удаляется. Циклоны могут работать как при разряжении, так и при нагнетании давления. Для увеличения производительности пылеулавливающие устройства собирают в группы или батареи.

Расчет циклона пылеуловителя

Степень очистки циклона может достигать величины 80-90%. Чтобы добиться максимального показателя необходимо соблюдать баланс между производительностью, скоростью потока и гидравлическим сопротивлением устройства. Точный расчет фильтра циклона достаточно сложен, поэтому очень часто его производят в простом варианте по уровню гидравлического сопротивления и скорости запыленного потока.

Оптимальным показателем скорости является значение от 10 до 40 м/с, которое позволяет не оседать пыли в воздуховодах и создать эффективную очистку воздуха. С увеличением скорости потока очистка смещается в сторону улавливания более крупных частиц, мелкие могут попадать в очищенный воздух. С другой стороны, небольшая скорость воздуха приведет к оседанию больших и тяжелых загрязнений в системе воздуховодов. Большое значение для эффективности устройства имеет величина наклона входного патрубка: с уменьшением угла наклона увеличивается степень очистки и снижается производительность. Для повышения производительности увеличивают диаметр цилиндрической части циклона и размеры входного патрубка или аспирационную систему снабжают несколькими циклонами.

При наличии в загрязнениях абразивных частиц пыли расчет цилиндрического циклона производят с учетом увеличенной толщины стенки корпуса. Для определения эффективности пылеулавливающего устройства можно использовать циклон цилиндрический пример расчет методичка. Но самостоятельно проводить подбор необходимого оборудования не рекомендуется, ввиду повышенной сложности расчетов. Рекомендуется обратиться в специализированную организацию, которая имеет квалифицированных специалистов с большим опытом производства подобных работ.