Breve introducción del colector de polvo ciclónico
El colector de polvo ciclónico es un colector de polvo que utiliza la fuerza centrífuga en el flujo de aire que contiene polvo giratorio de alta velocidad para separar el polvo del aire. Debido a su estructura simple y fácil producción, es ampliamente utilizado. En comparación con la cámara de sedimentación por gravedad, el tamaño de partícula del polvo a procesar es menor y el espacio requerido para procesar la misma cantidad de gas también es mucho menor. Sin embargo, la pérdida de presión del colector de polvo ciclónico es generalmente mayor que la de la cámara de sedimentación, por lo que consume más energía.
Las ventajas del colector de polvo ciclónico son:
(1) El equipo tiene una estructura simple y de bajo costo;
(2) El dispositivo no tiene partes móviles y es fácil de mantener;
(3) Puede soportar altas temperaturas, por ejemplo, puede soportar temperaturas de hasta 400 ° C. Si se utilizan materiales especiales de alta temperatura, puede soportar temperaturas más altas;
(4) Puede soportar alta presión (presión positiva y presión negativa) para recolectar polvo de gas a alta presión;
(5) Una vez que el colector de polvo se cubre con un revestimiento resistente al desgaste, se puede usar para purificar los gases de combustión que contienen polvo altamente abrasivo.
Las desventajas de los colectores de polvo ciclónicos son:
(1) La eficiencia de captura de polvo fino (menos de 5 μm) no es alta;
(2) Dado que la eficiencia de recolección de polvo disminuye con el aumento del diámetro del cilindro, cuando el volumen de aire de procesamiento es grande, se deben usar múltiples colectores de polvo ciclónicos. Si la configuración es incorrecta, tendrá un mayor impacto en el rendimiento de la recolección de polvo.
La carcasa del colector de polvo ciclónico está compuesta por un cilindro exterior y un cono. La parte superior del cilindro exterior está cerrada y hay un tubo de escape en el centro. La tubería de entrada de gas está ubicada en el costado del cilindro y es tangente al cilindro exterior. El fondo del cono está provisto de un depósito de cenizas y una compuerta de aire con cerradura. El gas cargado de polvo ingresa al dispositivo a lo largo de la dirección tangencial del cilindro externo desde la entrada de aire a una velocidad más alta (generalmente 12-25 m / s) y produce un fuerte movimiento de rotación a lo largo del espacio anular fuera del cilindro interno (tubo de escape ). , Dividido en dos corrientes de aire giratorias hacia arriba y hacia abajo. El flujo de aire ascendente llega a la cubierta superior y luego gira en espiral hacia abajo. El flujo de aire descendente gira en espiral entre los cilindros interior y exterior debido a la restricción del círculo interior y exterior y la cubierta superior, formando un flujo arremolinado exterior. Durante la rotación, la mayoría de las partículas de polvo se arrojan a la periferia del cilindro bajo la acción de la fuerza centrífuga inercial, golpean la pared del recipiente, pierden energía cinética, se deslizan por la pared y caen al cenicero. Las partículas de polvo acumuladas en el cenicero se descargan automáticamente a través de la compuerta. Cuando el flujo de aire giratorio exterior descendente sigue la parte inferior del cono, gira hacia atrás y se eleva, formando un flujo giratorio interno en espiral de abajo hacia arriba, y se descarga desde la parte superior como gas purificado a través del tubo de escape central.
Factores que afectan el rendimiento del colector de polvo ciclónico
Hay muchos factores que afectan el rendimiento del colector de polvo ciclónico. En términos generales, uno es el factor de estructura y el otro es el factor de condición operativa.
Los factores estructurales se dividen generalmente en cuatro aspectos:
1. Entrada y cima
1) La forma de entrada se divide generalmente en dos tipos, entrada directa y entrada de vórtice.
2) La parte superior del colector de polvo suele ser plana, pero también hay tipos elevados y en espiral.
2. Tubo de escape
El tubo de escape del colector de polvo ciclónico ordinario es en su mayoría cilíndrico y concéntrico con el cuerpo del colector de polvo. Cuanto menor sea la profundidad de inserción del tubo de escape, menor será la pérdida de presión.
3. La longitud y el diámetro del colector de polvo.
Generalmente, cuando la relación entre la longitud y el diámetro es superior a 2, se denomina colector de polvo ciclónico de alta eficiencia; cuando es menor que 2, es un colector de polvo ciclónico de tipo bajo. El primero es más eficiente porque el polvo permanece en él durante mucho tiempo.
4. Rugosidad de la pared interior
Cuanto más rugosa sea la pared interior del colector de polvo ciclónico, más fácil será generar un vórtice, lo que aumentará la resistencia a los fluidos y reducirá la eficiencia de la recolección de polvo. Por lo tanto, en la fabricación, se debe prestar atención a la costura de soldadura suave, y las cabezas cilíndricas y cónicas deben esforzarse por ser suaves.
Factores en las condiciones operativas
Las condiciones de funcionamiento del colector de polvo incluyen factores como el flujo de gas, la temperatura, el tamaño y la densidad de las partículas de polvo.
1. Rendimiento del gas
1) Flujo de gas: la eficiencia y la resistencia del colector de polvo ciclónico están relacionadas con la velocidad de flujo del gas en el colector de polvo.
2) Temperatura del gas: La temperatura del gas afecta directamente el coeficiente de viscosidad del gas. El coeficiente de viscosidad aumenta con el aumento de temperatura, mientras que la eficiencia de recolección de polvo disminuye con el aumento de temperatura.
2. Propiedades del polvo
1) Tamaño de partícula de polvo
La eficiencia del colector de polvo ciclónico es muy sensible al tamaño de partícula del polvo. Generalmente, la eficiencia de las partículas de menos de 5 μm es baja, mientras que la eficiencia de recolección de polvo de las partículas de más de 20 μm es de más del 90%.
2) Densidad de la acumulación de polvo
Cuanto mayor sea la densidad del polvo, mayor será la eficiencia; cuando la densidad alcanza un cierto valor, cuanto más pequeñas son las partículas, mayor es la influencia de la densidad. Sin embargo, el impacto en el rango de recolección de polvo real del colector de polvo es relativamente pequeño.
3) Concentración de polvo
La concentración de polvo tiene un impacto en la eficiencia y resistencia del colector de polvo. El efecto de la concentración de polvo en el rendimiento del colector de polvo es que cuando la concentración de polvo es alta, aumenta la pérdida por fricción entre las partículas de polvo, disminuye la velocidad de rotación del flujo de aire y se produce la caída centrífuga, lo que reduce la resistencia y la eficiencia; pero por otro lado, por otro lado, el aumento de la concentración provocará la aglomeración de polvo, lo que aumentará la eficiencia de recolección de polvo.
Por lo tanto, solo una comprensión suficiente de los factores que afectan el rendimiento del colector de polvo ciclónico puede evitar mejor la pérdida de rendimiento y mejorar la eficiencia de recolección de polvo del colector de polvo ciclónico.
Factores que afectan la eficiencia del colector de polvo ciclónico
El colector de polvo ciclónico ingresa al colector de polvo desde la entrada tangencial. El flujo de aire gira en el colector de polvo. Las partículas de polvo en el flujo de aire se mueven hacia la pared exterior bajo la acción de la fuerza centrífuga, alcanzan la superficie de la pared y se mueven a lo largo de la pared bajo la acción del flujo de aire y la gravedad. La pared cae en la tolva de cenizas para lograr la separación. Hay varios factores que afectan la eficiencia de eliminación de polvo del colector de polvo:
1. Área de entrada de aire: La entrada de aire es una parte importante del colector de polvo y también afecta la eficiencia de la remoción de polvo. Cuanto menor sea el área de entrada de aire, mayor será la velocidad del aire y mayor la eficiencia de eliminación de polvo, lo que es beneficioso para la separación del polvo y otras cosas;
2. Velocidad del viento de entrada: generalmente, la velocidad del viento de entrada se mantiene a 12-25 m / s. Cuando es inferior a 12 m / s, la eficiencia de eliminación de polvo disminuirá. Cuando es superior a 25 m / s, la eficiencia de eliminación de polvo no aumentará significativamente, pero aumentará la pérdida de resistencia y aumentará el consumo de energía. . Cuanto mayor sea la velocidad del viento en este rango, mayor será la resistencia y mayor la eficiencia de eliminación de polvo;
3. La relación de diámetro y altura del cilindro ciclónico afecta la eficiencia del colector de polvo: a la misma velocidad tangencial, cuanto menor es el diámetro del cilindro, mayor es la fuerza centrífuga y mayor la eficiencia de eliminación de polvo. Si el diámetro del cilindro es demasiado pequeño, las partículas se escaparán fácilmente y la eficiencia de eliminación de polvo será menor. Por lo tanto, el diámetro de la entrada de aire del colector de polvo no es fácil de ser demasiado grande, simplemente apropiado, y el puerto de aire cercano no puede ser demasiado pequeño. Cuando las partículas de polvo son grandes, es fácil bloquear la entrada de aire;
4. Alargar correctamente el cono del colector de polvo ciclónico también es beneficioso para mejorar la eficiencia de eliminación de polvo;
5. La influencia del diámetro y la profundidad del puerto de descarga de cenizas: cuanto menor es el diámetro del puerto de descarga de cenizas, menor es el flujo de aire y mayor es la dificultad de descarga de polvo, por lo que la velocidad y el diámetro de la descarga de aire de salida deben ser acelerado;
6. Estanqueidad de la parte inferior del colector de polvo: Generalmente, existen dos tipos de válvulas de doble aleta o descargadores en forma de estrella para el dispositivo de esclusa de aire en la parte inferior del colector de polvo. La presión estática dentro del precipitador disminuye gradualmente desde la pared exterior hacia el centro. Incluso si el precipitador está bajo presión positiva, el fondo del cono puede estar bajo presión negativa. Las fugas de aire de la parte inferior del colector de polvo eliminarán el polvo que cae en la tolva de cenizas nuevamente, lo que reducirá significativamente la eficiencia de eliminación de polvo. Cuando la fuga de aire alcanza el 15% del volumen de aire procesado por el colector de polvo, la eficiencia de eliminación de polvo se reduce casi a cero;
7. Temperatura del gas: la viscosidad del gas aumenta a medida que aumenta la temperatura, de modo que la fuerza centrípeta sobre las partículas de polvo aumenta y la eficiencia de separación disminuye. Por lo tanto, la eficiencia del colector de polvo del ciclón disminuye con el aumento de la temperatura o viscosidad del gas.