Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2015 » Май » 19 » Циклоны для очистки газовых сред от взвешенных частиц
21:50
Циклоны для очистки газовых сред от взвешенных частиц

    В промышленности часто возникает необходимость очистки газообразных сред от взвешенных твердых, вязких и даже жидких примесей. Это необходимо, как из соображений экологической безопасности, так и в связи с возможностью использования загрязняющих примесей. Иногда это отходы, как например, в случае вытяжной вентиляции предприятий, работающих с опасными соединениями (соединения тяжелых металлов и другие токсичные вещества), или для очистки выходящих газов доменных печей или коксовых батарей. Часто улавливание примесей газовых сред важно так же по экономическим причинам, например, на горно-обогатительных предприятиях это могут быть соединения редких изотопов или драгоценных металлов.
    Любой процесс выделения или очистки химического соединения или их смеси должен быть максимально простым и экономически целесообразным, экологически безопасным и производится на удобном, компактном и долговечном оборудовании. Среди множества методов очистки газовых сред стоит начать с наиболее простого и при этом весьма эффективного типа аппаратов – циклонов. Циклоны относятся к аппаратам для очистки газов, работающим на основе центробежной силы и силы тяжести, их принцип действия близок к центриклинерам, используемым в ЦБП. Основные отличия состоят в незначительности вклада вязкости основной среды (газовые среды при атмосферном давлении имеют вязкость на порядки ниже, чем водные суспензии), основной вклад вносят центробежная сила и сила тяжести. Кроме того, в циклоне реализуется эффект расширительной камеры, то есть, при выходе из впускного патрубка, газовый поток попадает в достаточно большую камеру, проходное сечение которой весьма в десятки раз больше, чем впускного парубка или трубопровода питающей магистрали. Так как расход газа в входном патрубке и в выходном патрубке постоянны и равны друг другу, давление газовой среды до циклона и после циклона не меняется, тогда можно принять, что скорость потока газовой среды снижается в трубопроводе пропорционально увеличению его проходного сечения. В наиболее широкой части циклона происходит снижение скорости потока, что приводит к меньшему динамическому воздействию молекул газа на взвешенные частички и они уже меньше поддерживаются в потоке.

    Кроме снижения скорости потока, стоит отметить, что разогнанные в впускном патрубке частицы по тангенциальной (дуговой касательной) траектории летят к стенке аппарата и ударяются о стенку. За счет сил трения, у стенки аппарата скорость потока еще ниже, а частицы теряют часть кинетической энергии при ударе о стенку циклона. Это приводит к их оседанию вдоль стенки под действием силы тяжести.
    Восходящий, под напором новых порций газовой среды, газовый поток выдавливается в выходной патрубок, расположенный в центре аппарата. Исходя из ранее изложенных простых математических выражений и простой логики, следует, что при увеличении массы и размеров частиц, а так же, при уменьшении расхода (скорости газового потока через циклон) растет эффективность процесса разделения. Если говорить о размере частиц наиболее типичных твердых и вязких примесей газовых сред, то взгляните в таблицу.
 
    В таблице приведены диаметры средних частиц в тысячных долях миллиметра. Частицы диаметром менее 0,001 мм способны находится в Броуновском движении, поддерживаемые ударами молекул газовой среды (например, молекул азота и кислорода воздуха). Эти частицы оседают весьма медленно и для полной очистки от них недостаточно использования только обычного циклона. Частицы диаметром менее 0,1 микрон (0,0001 мм) поддерживается Броуновским движением во взвешенном состоянии бесконечно долго, особенно, при высоких температурах. Криогенная заморозка снижает подвижность молекул газовой среды (вплоть до сжижения). Если заморозку производить при постоянном давлении, тогда резко повышается эффективности использования всех методов разделения, основанных на силе тяжести и комбинации центробежной силы и силы тяжести.
    Позже мы поговорим о математическом аппарате оптимизации работы циклонов и методах повышения их эффективности.

Категория: Очистка и выделение веществ | Просмотров: 769 | Добавил: Chemadm | Теги: вихревые очистители, фильтр для газов, аппарат циклон, очистка газов | Рейтинг: 5.0/5
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]