Фильтровальное оборудование > Пылеуловитель - Центробежный фильтр

Пылеуловитель (Центробежный фильтр) является инерционным аппаратом очистки пыли и предназначен для очистки газо-воздушных потоков от золы и пыли с температурой до 350 ⁰С и концентрацией твердых частиц до 1000 г/м³.

 

 

Циклонный пылеуловитель «Центробежный фильтр» применяется в различных отраслях промышленности:

• системах аспираций узлов пересыпок сыпучих материалов;

• системах газоочисток сушильных барабанов, дробилок, зачистных станков и мн. др.;

• аспирации литейных дворов, цементных мельниц, холодильников клинкера, цементных силосов;

• золоочистки твердотопливных котлов.

Основные преимущества пылеуловителя:

• способность достижения санитарных норм на выбросы твердых частиц в атмосферу;

• отсутствие сменных фильтрующих элементов;

• простота конструкции и надежность в эксплуатации.

Эффективность улавливания в зависимости от количества каналов в циклонном пылеуловителе «центробежном фильтре» при улавливании пыли, начиная с медианного диаметра 5 мкм, приближённо можно определить из таблицы:

Число каналов в центробежном фильтре, n
1	2	3	4	5	6	7	8
Коэффициент улавливания, %
50	67	80	89	94	97	98	99

Адекватность приведенных данных многократно подтверждена промышленными испытаниями центробежных фильтров в различных отраслях промышленности.

Пылеуловитель "Центробежный фильтр" в четырёхканальном исполнении
1- входной патрубок; 2- выходной патрубок; 3- конический бункер; 4-кольцевая щель; 5- днище головки; 6- криволинейные каналы; 7- рециркуляционные щели; 8- сепарационная камера.	Фото. Пылеуловители "Центробежные фильтры" в системе газоочистки цементной мельницы №10 – 3,2*15 Балаклейского цементного завода

Пылеуловитель «центробежный фильтр» работает следующим образом:

запыленный газовый поток по тангенциальному входному патрубку 1 поступает в сепарационную камеру 8. Вследствие движения по криволинейной траектории твердые частицы концентрируются на периферии каждого из каналов 6 и выводятся из них через зазоры 7 в предыдущий по ходу движения потока каналы. Из первого и второго по ходу потока каналов 6 пыль, вместе с частью газа, поступает через кольцевую щель 4 в цилиндрический бункер – пылесборник 3, где большая масса частиц оседает, а продолжающие витать наиболее легкие (мелкие) фракции возвращаются через щели 7 в зону активной сепарации (каналы) и снова сепарируются. В результате организации внутренних (циркулирующих) потоков в системе каналов образуется динамический газопылевой слой, который и является фильтром для вновь поступающих на очистку газа частиц.

Эффективность улавливания и гидравлическое сопротивление циклонного пылеуловителя на расход газов до 300 м³/ч полидисперсной пыли расчётным методом определялись при помощи компьютерного моделирования. Исходные данные для расчёта следующие: температура воздуха 20 ⁰С; плотность воздуха – 1,293 кг/м³.

 Аэродинамический расчёт позволил определить поля скоростей и давлений в системе каналов центробежного фильтра. Гидравлическое сопротивление по результатам расчётов составило 686 Па.

После получения результатов аэродинамических расчётов рассчитывалась эффективность  осаждение пыли различных фракций по каналам циклонного пылеуловителя. Задавалось равномерное распределение частиц пыли по сечению входного патрубка. Плотность пыли – 1930 кг/м³.  

Расчёты показали, что частицы пыли диметром около 20 мкм осаждаются преимущественно в первом канале, «проходя» угол в 96⁰; частицы диаметром 15 мкм преодолевают два канала и поворачиваются на угол, примерно, 400⁰. Частицы диаметром 10 мкм относительно равномерно распределяются по всему сечению первого канала и начинают концентрироваться у стенок второго и последующих каналов образуя циркулирующий возвратный поток через щели в предыдущие по ходу движения газа каналы. Результаты расчётов коэффициента улавливания в зависимости от диаметра улавливаемой пыли приведены на рис.

Зависимость улавливания в  шестиканальном центробежном фильтре от диаметра частиц, мкм.

Из приведенного рисунка можно сделать вывод об незначительной зависимости коэффициента улавливания в шестиканальном центробежном фильтре, от диаметра частиц, начиная с 5-6 мкм.

Таким образом, получено удовлетворительное согласие с расчётной зависимостью, в которой коэффициент улавливания частиц крупнее 5-6 мкм зависит лишь от числа каналов в аппарате.

 

Так, в соответствие с этой расчётной зависимостью унос пыли из шестиканального циконного пылеуловителя - центробежного фильтра должен составлять 3% (эффективность улавливания 97%) (при условии оседании 50% частиц в первом канале фильтра, а при условии оседании 60% частиц в первом канале, эффективность улавливания – 98%)

Центробежные фильтры находят в последнее время широкое применение в различных отраслях промышленности. Высокая эксплуатационная надёжность подтверждена более чем 15-и летним опытом безотказной работы в системе газоочистки барабанной сушилки на Молдавском металлургическом заводе в условиях, в которых ранее установленные циклоны ЦН-15 истирались каждые пол года.

Циклонный пылеуловитель в четырёхканальном исполнении заменил групповой циклон ЦН-15 на установке сушки кокса металлургического завода. При расходе запыленного газа 9780 м³/ч, температуре 120 ⁰С, начальной запылённости 70,5 г/м³, концентрация на выходе из аппарата была 2,2 г/м³. Сопротивление пылеулавливающего аппарата составило 698 Па. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица

Сравнительные испытания циклона ЦН-15 и четырёхканального циклонного пылеуловителя - центробежного фильтра

параметр	Циклон ЦН-15	Четырёхканальный циклонный пылеуловитель
коэффициент улавливания, %;	80	95
запылённость газов после очистки мг/м3;	640	70-100
гидравлическое сопротивление, Па.	1300	1000

К недостатку, ограничивающему  широкое распространение пылеуловителя - центробежного фильтра можно отнести несколько повышенные габаритные размеры. Так, например, шестиканальный центробежный фильтр производительностью по очищаемому газу до 10 тыс. м³/ч имеет диаметр 2,6 метра, высоту примерно 3500 мм (без бункера пылесборника).

Снижения габаритных размеров центробежного фильтра можно достичь  двухуровневой компоновкой системы каналов в сепарационной головке аппарата.

При двухуровневой компоновке системы каналов появляется возможность регулировки производительности путём установки во входных патрубках шиберов. Регулировка производительности имеет позиционный характер, работает либо один, либо два уровня для сохранения оптимальный значений скоростей в криволинейных каналах центробежного фильтра (т.е. 50 и 100% производительности по очищаемому газу). Шиберы служат также для проведения периодических продувок внутренних поверхностей от пыли при повышенных скоростях газового потока.

Для экспериментальной проверки работоспособности такого аппарата был спроектирован и изготовлен двухуровневый пылеуловитель - центробежный фильтр на расход газов до 600 м³/ч (ЦФ2-6-06) (рис.3) .

Сравнительные промышленные испытания двухуровневого центробежного фильтра ЦФ2-6-06 и циклона ЦН15 Ø400 мм были проведены на Побужском ферроникелевом заводе в системе аспирации станка обработки графита в 2008 году.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Сравнительные испытания циклона ЦН15 и центробежного фильтра ЦФ 2-6-06

Параметр:	Циклон ЦН-15 Ø 400 мм	Центробежный фильтр ЦФ 2-6-06
расход газов, м3/ч;	1062	603
температура газов, 0С;	30	30
медианный диаметр пыли, мкм;	19	19
скорость во входном патрубке, м/с;	8,4	18
скорость по сечению аппарата, м/с;	2,3	1,15
гидравлическое сопротивление, Па;	570	703
концентрация на входе, г/м3;	8	6,18
концентрация на выходе, г/м3;	1,6	0,068
коэффициент улавливания, η (%)	80	98,9
коэффициент уноса пыли, Е (%)	20	1,1

В результате проведенных испытаний было установлено, что при оптимальном режиме работы ЦФ 2-6-06 (его проектная производительность 600 м³/ч) достигается эффективность очистки 98,9%. Получено согласие проведенного расчёта (при помощи компьютерного моделирования) с реальными значениями гидравлического сопротивления центробежного фильтра ЦФ 2-6-06. Расчётное значение эффективности очистки – 98%, а полученное в ходе испытаний составило 98,9%.

Промышленный образец пылеуловителя циклонного пылеуловителя - двухуровневого шестиканального центробежного фильтра ЦФ2-6-8 на производительность по очищаемому газу до 8000 м³/ч был спроектирован, изготовлен и смонтирован для системы газоочистки прокалочной печи коксовой шихты Запорожского титаномагниевого завода. Фильтр имел следующие размеры: диаметр 1550 мм; высота 2490 мм (без бункера пылесборника).

Циклонный пылеуловитель - центробежный фильтр заменил на установке циклон СИОТ №9. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Сравнительные испытания циклона СИОТ №9 и центробежного фильтра ЦФ 2-6-8

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ФИЛЬТРОВ

Циклон

ЦН-15 Ø 400 мм