Разделение под действием центробежных сил

Наиболее эффективными аппаратами для разделения, по сравнению с отстойниками, являются циклоны-сепараторы и гидроциклоны.

Рис. 33. Схема циклона-сепоратора: 1 - корпус; 2 – входной штуцер; 3 – выход-ной штуцер; 4 - штуцер для отвода крупной фракции.

Принцип разделения сыпучих материалов под дей-ствием центробежных сил основан на том, что при враще-нии материалов вместе с несущей средой более крупные частицы, обладая и большей центробежной силой, переме-щаются к периферии. Простейшим сепаратором этого типа является циклон (рис. 33). Носитель (газ или жидкость), содержащий твердые частицы через штуцер 2 тангенциально (по касательной к окружности) вводится в корпус 1, приобретая при этом вращательное движение. В таком потоке на частицу «т» действуют три главные силы: 1) сила тяжести, которая ув-лекает частицу вниз; 2) центробежная сила, вытал-кивающая частицу в радиальном направлении, и 3) сила давления потока, заставляющая частицу двигаться по окружности. Траекторией движения частицы является спираль. Достигнув стенки аппарата, частицы под действием силы тяжести будут двигаться по коническому дну к штуцеру 4. Мелкие частицы, не успевшие достигнуть стенки аппарата, вместе с носителем будут продвигаться к штуцеру 3. При этом на крутом повороте у входа в штуцер выносится самая мелкая фракция. В рассматриваемом

аппарате материал делится в основном на две фракции - нижнюю и верхнюю. В технике разделения материалов на фракции циклоны и гидроциклоны вследствие простоты конструкции и высокой производительности находят все большее применение.

Для удовлетворения разнообразных нужд промышленности создан ряд типо­раз-меров циклонов производительностью по газу в одиночном циклоне от 20 до 90 000 м³/ч.

К числу нормальных циклонов НИИОГАЗ относятся циклоны ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-1l диаметром до 800 мм и ЦН-24 диаметром до 1000 мм. Указанные циклоны отличаются друг от друга углом наклона входного патрубка. Цифры при ЦН (циклон нормальный) указывают величину этого угла в градусах. Из всех типов циклонов ЦН наиболее употребительным является циклон ЦН-15. При ограниченных габаритах по высоте применяется циклон ЦН-15у (укороченный), но при этом несколько снижается коэффициент извлечения. Для извлечения твердой фазы, состоящей из крупных частиц, при больших концентрациях в газе в качестве первой ступени извлечения применяют высокопроизводительный циклон ЦН-24. Для осаждения твердых частиц размером 5-10 мкм рекомендуется устанавливать циклоны типа ЦН-1l.

Лучше чем обычными, пылевидные твердые продукты улавливаются батарейными циклонами, состоящими из ряда параллельно включенных циклонов малого диаметра (150-250 мм ). Батарейные циклоны могут работать с переменной нагрузкой, при выключении и включении отдельных элементов батареи.

Чтобы выбрать из всего многообразия типоразмеров циклонов наиболее подходящий для данного конкретного случая, необходимо сравнить характеристики всех типов циклонов (приводятся в справочниках). При выборе циклона определяющей является та задача, которую он должен решать. Если требуется извлечь из пыле-газовой смеси твердую фазу с очень мелкими частицами, размер которых составляет несколько микрон, предпочтение отдают циклонам типа ЦН или батарейным (БЦ). Также поступают и в том случае, когда необходимо произвести наиболее полное извлечение ценной или, наоборот, вредной твердой фазы.