Виды и принципы работы циклонных аппаратов. Реферат по промышленной экологии. Тема - Виды и принципы работы. Реферат по дисциплине Промышленная экология Тема реферата Виды и принципы работы циклонных аппаратов. студент гр. 428351 Мифтахов Шамиль Радикович
 Скачать 356.35 Kb.
|
|
Министерство образования и науки России Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» РЕФЕРАТ По дисциплине: Промышленная экология Тема реферата: «Виды и принципы работы циклонных аппаратов.» Выполнил: студент гр. 4283-51 Мифтахов Шамиль Радикович студенческий билет №842060 Проверил: преподаватель кафедры ПБ Шильникова Надежда Викторовна г. Казань, 2022 г. Оглавление. I. Введение…………………………………………………………………………3 II. Конструкция и устройство циклонных аппаратов……………..……………4 2.1. Конструкция…………………………………………………………………..4 2.2. Устройство……………………………………………………………………5 III. Виды циклонов………………………………………………………………..6 3.1. Мультициклонные пылеуловители………………………………………….6 3.2. Центробежные пылеуловители……………………………………………...8 3.3. Вихревые пылеуловители……………………..……………………………..9 3.4. Гравитационные пылеуловители…………………………………………...10 3.5. Ротационные пылеуловители…………………………………………….…10 3.6. Радиальные пылеуловители………………………………………………...11 3.7. Гидравлические пылеуловители…………………………………………....13 3.8. Динамические пылеуловители……………………………………………..13 3.9. Инерционные пылеуловители………………………………………………14 IV. Выбор циклона……………………………………………………………….15 V. Преимущества…………………………………...……………………………17 VI. Заключение…………………………………………………………………...18 VII. Список литературы………………………………………………………….19 I. Введение. Предприятие «Scheuch» является технологическим лидером во многих сегментах рынка и предлагает своим клиентам высококачественные решения для очистки воздуха. Исследования и разработки всегда были одним из главных приоритетов интенсивной и настойчивой деятельности компании «Scheuch», результатом чего являются многочисленные патенты. Ежегодно в разработки инвестируется около трех процентов оборота компании. Собственное производство в городах Аурольцмюнстер (Австрия) и Прьевидза (Словакия) общей площадью 24 000 м² обеспечивает высокие стандарты качества и позволяет в короткие сроки реагировать на запросы заказчиков. Благодаря целевым программам обучения и повышения квалификации фирма «Scheuch» имеет в своем распоряжении квалифицированных сотрудников и специалистов. Новейшее оборудование соответствует последнему слову техники. Для обеспечения высочайшего качества продукции производство компании «Scheuch» оборудовано по последнему слову техники. К незыблемым стандартам производства, к примеру, относятся ультрасовременные технологии лазерной резки и отвечающие современным требованиям системы складского хранения и логистики. Центральный промежуточный склад обеспечивает оперативное снабжение производственных цехов, внося значительный вклад в синхронность и скорость рабочих процессов. Даже архитектурно-техническая концепция производственных цехов ориентирована на будущее. Так, например, в любое время при необходимости быстрого реагирования на изменившиеся условия рынка и производства можно осуществить переналадку и реорганизацию рабочих процессов. В своей работе фирма «Scheuch» использует различные циклонные аппараты. II. Конструкция и устройство циклонных аппаратов. Циклон для пыли является одним из основных аппаратов для очистки воздуха и отходящих технологических газов от твердых загрязнений, которые образуются в результате деятельности различных производственных предприятий. Благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных узлов и механизмов, возможности увеличения производительности путем объединения в группы и батареи, циклоны сухой очистки широко применяются в технологических и подготовительных производственных процессах. В зависимости от условий эксплуатации, физических и химических свойств загрязнений, концентрации запыленности и производительности аспирационной системы выбирается определенная конструкция, материал изготовления и размеры пылеулавливающей установки. Широкое использование циклон-аппараты получили в металлургической, химической, энергетической, деревообрабатывающей, горнодобывающей, машиностроительной промышленностях, на предприятиях по переработке и хранению зерна, изготовлению мебели, сыпучих строительных материалов, удобрений, продуктов питания, в сельскохозяйственной области. 2.1. Конструкция. Схема работы циклонного пылеуловителя определяется его конструкцией. Устройство состоит из 2-х частей: цилиндрической верхнее и конической нижней, подведенной к пылевому бункеру. В систему включены также патрубок для подачи загрязненного газа, и внутренняя труба, предназначенная для очищенного воздуха. Эффективность работы агрегата зависит от его габаритов. Максимальное качество очистки достигается при минимальном диаметре циклона и просвете патрубка. В общих чертах принцип работы циклонного пылеуловителя заключается в поступлении загрязненного газа в корпус устройства через специальный патрубок с последующим нисходящим движением вращающегося потока. Под действием центробежной силы отсеиваются взвешенные загрязняющие частицы, которые переносятся вторичным потоком в специальную емкость. Очищенный воздушный или газовый поток выводится посредством выхлопной трубы. Принципиальная схема циклонного пылеуловителя может включать различные типы фильтрующих элементов: Ячейковые — рамная конструкция из металла, заполненная материалом для фильтрации, например, модифицированным полиуретаном, стекловолокном или металлической сеткой; Тканевые — рукавные или другие приспособления, которые продуваются воздушной струей; Волокнистые — конструкции с порами, которые равномерно распределяются между тонкими волокнами. В некоторых случаях схема циклонного пылеуловителя включает электрофильтры, состоящие из осадительного и коронирующего электродов. Такие приспособления бывают пластинчатыми и трубчатыми. 2.2. Устройство.  III. Виды циклонов. Особенности каждого устройства определяются его типом. Различают следующие виды циклонов пылеуловителей: Мультициклонный; Центробежный; Вихревой; Гравитационный; Ротационный; Радиальный; Гидравлический; Динамический; Инерционный. В основе этой классификации лежат не только принцип действия, но и конструктивные отличия каждого типа устройств. 3.1. Мультициклонные пылеуловители. Главное, чем различаются циклонный и мультициклонный пылеуловитель — это наличие во втором устройстве сразу нескольких циклонов в одном корпусе. Такие приспособления еще называют батарейными. Их основное предназначение — очистка больших объемов газа. В мультициклонах предусмотрено параллельное включение отдельных циклонных компонентов с общим подводом газа и его отводом. Конструкция бункера сборная. В каждой части агрегата стоят закручивающиеся элементы, например, винты или розетки. Именно они обеспечивают перемещение газа и повышенную производительность мультициклона в сравнении с циклоном. Принцип работы мультициклонных пылеуловителей выглядит следующим образом: 1. Осуществляется подача газа в специальную камеру, ограниченную решетками; 2. В этих решетках зафиксированы циклонные компоненты с сохранением герметичности; 3. Газ в небольшие циклонные элементы поступает по касательной через штуцер; 4. Вращательное движение потока обеспечивают винты и розетки с наклонными лопатками; 5. Газ после очищения выходит в общую емкость по выхлопным трубам, а оттуда – наверх через штуцер; 6. Пылевые частички скапливаются на дне устройства, имеющем коническую форму. Мультициклонный пылеуловитель хорошо улавливает пыль за счет малого радиуса циклонов, способствующего увеличению центробежной силы. По мере необходимости отдельные компоненты установки можно включать и отключать.  Мультициклон производства компании «Факел» 3.2. Центробежные пылеуловители. Центробежные пылеуловители циклоны очищают воздух от примесей за счет воздействия центробежной силы, которая возникает во время вращения потока внутри аппарата либо вращательных движений самого устройства. В таких системах газовый поток поступает в цилиндрический отсек тангенциально, после чего проходит по спирали к коническому дну, а затем направляется вверх на выход. Преимуществами устройств этого типа являются доступная стоимость, простота конструкции, высокая производительность, минимальные затраты на эксплуатацию. Центробежный пылеуловитель бесперебойно работает даже в сложных условиях, например, при повышении температуры и давления. Устройства такого типа могут применяться при необходимости очистки потока от абразивных частиц.  3.3. Вихревые пылеуловители. Вихревые циклоны пылеуловители отличаются от других конструкций наличием закручивающегося потока газа. Такие устройства бывают сопловыми и лопаточными. В первом случае закручивание потока обеспечивает специальный завихритель. Конструкция включает сопла, размещенные тангенциальным способом. Из них подается вторичный газ, струи которого воздействуют на очищаемый поток. В результате частички отсеиваются к периферийным частям системы и перемещаются спиральным вторичным потоком к нижнему межтрубному пространству кольцевой формы. Там стоит специальная шайба для спуска пыли в резервуар и предотвращение ее возвратного движения. Использование запыленного потока в качестве вторичного газа позволяет увеличить производительность системы. В вихревых устройствах лопаточного типа отбор вторичного газа осуществляется с периферии уже очищенного потока. После этого происходит его подача при помощи направляющего агрегата, оснащенного лопатками наклонной конструкции.  Отгрузка вихревого циклона компании «Факел» 3.4. Гравитационные пылеуловители. Гравитационный циклонный пылеуловитель газа использует в своей работе силу тяжести загрязняющих частиц. Такие устройства называют еще пылеосадочными камерами. При поступлении в резервуар скорость запыленного потока снижается, твердые частички осаждаются, благодаря силам гравитации. Пылеуловители этого типа различаются типом камеры, которая может быть прямоточной, потолочной, лабиринтной. Гравитационные пылеуловители актуальны для очистки газов от крупных фракций.  I – запылённый газ, II – очищенный газ, III – пыль. а) 1 – корпус; 2 – бункер; 3 - штуцер для удаления пыли; б) 1 – корпус; 2 – бункер; 3 - штуцер для удаления пыли; 4, 5 – перегородки. 3.5. Ротационные пылеуловители. Ротационные пылеуловители оснащаются рабочим колесом, т.е. ротором. Соответственно отпадает необходимость в использовании дополнительного дутьевого механизма. Конструкция может включать корпус в форме спирали или перфорированный барабан, который вращается в процессе работы пылеуловителя. В первом случае газ движется вокруг ротора по спиральной траектории. Из-за центробежной силы частицы пыли перемещаются к стенкам, после чего выводятся через патрубок. Очищенный газ поступает в камеру, благодаря разнице давлений, его расход можно регулировать клапаном. Обратному выпадению пыли препятствуют козырьки. При наличии перфорированного барабана через него проходит газ, подлежащий очистке, а загрязняющие частички остаются за пределами барабана. Такой эффект достигается воздействием центробежных сил. Барабан приводится в движение электромотором, разряжение внутри него создает вращающееся колесо. Роторные пылеуловители циклонного типа могут иметь несколько иную конструкцию: пылевые частики перемещаются вдоль оси агрегата, ротор с крыльчаткой обеспечивает их вращение, а после попадания на стенки кожуха пыль выводится через щель в бункер. В таких аппаратах стоят турбины для формирования центробежного поля.  3.6. Радиальные пылеуловители. В радиальный пылеуловитель загрязненный газ подается сверху. Поток поступает в камеру большого объема, поворачивается на 180оС, что способствует выпадению пылевых частичек. Они осаждаются внизу за счет воздействия сил инерции и тяжести. Очищенный газ выводится по патрубку, который находится в верхней части устройства.  3.7. Гидравлические пылеуловители. Гидравлические циклоны относятся к пылеуловителям мокрого типа, в которых загрязняющие частицы оседают на поверхность жидкости или ее пленку под влиянием инерционных сил и особенностей молекулярного движения. В эту категорию входит несколько разновидностей устройств: Форсуночные; Центробежные; Барботажные; Пенные; Ударно-инерционные; Скрубберы. Суть работы таких систем заключается в прохождении газового потока через воду, способ подачи которой определяется конструкцией пылеуловителя. При столкновении с жидкостью взвешенные частицы отделяются от потока и оседают. 3.8. Динамические пылеуловители. Динамические циклонные пылеуловители для очистки газа используют действие сил Кориолиса, а также центробежных сил. Для этого в конструкцию включено тягодутьевое устройство с вращающимся колесом. Оно формирует разницу давлений, что приводит к поступлению потока в улитку, где ему придается криволинейное движение. За счет центробежных сил пылевые частицы отбрасываются, а затем выводятся. Очищенный поток идет обратно к центральной части улитки, в колесо и выбрасывается через кожух. Существует 2 разновидности динамических уловителей пыли. Первая — с поступлением газа в центр колеса, вращение которого осуществляется кожухе спиральной формы. Вторая — с перемещением частиц в направлении, противоположном движению потока. В этом случае происходит всасывание газа в поворотный барабан, на боковой поверхности которого имеются специальные отверстия. При совпадении частот вращения потока и барабана, загрязняющие частички выделяются к периферии. 3.9. Инерционные пылеуловители. Инерционный циклонный пылеуловитель меняет направление перемещения потока, содержащего загрязнения. Пылевые частички продолжают движение по инерции, выпадают в бункер, а движение очищаемого потока продолжается. Есть несколько видов инерционных устройств: С зазором в форме кольца перед муфтой, куда вдувается поток с обеспечением его вращательного движения. При этом его скорость превышает скорость очищаемого газа. При соприкосновении двух этих потоков формируется закручивающее движение и начинается действие инерционных сил; С экранной конструкцией – оснащаются специальным элементом, с основой которой встречается потока газа. Это приводит к его закручиванию и отсеиванию пыли с перемещением ее в бункер; С боковой подачей грязепылевой смеси – поток идет вниз, а потом резко вверх, из-за чего происходит оседание тяжелых частиц. К этой же категории относятся пылеуловители с отражательными стержнями и жалюзийного типа. IV. Выбор циклона. Для обеспечения эффективной очистки воздуха необходим грамотный расчет циклонного пылеуловителя. Для этого необходимо располагать информацией о: Составе пыли, как дисперсном, так и фракционном, а также ее типе; Плотности частиц, находящихся во взвешенном состоянии; Размерах этих частичек; Уровне влажности пыли; Температурном режиме окружающей среды. На основании всех этих и некоторых других данных выполняется расчет циклона пылеуловителя и разрабатывается его проектный чертеж. Для проведения данной работы необходимы определенные знания и навыки, поэтому ее рекомендуется доверить профессионалам. Важно помнить, что даже небольшие ошибки могут привести к недостаточному уровню очистки воздуха или газовой смеси и потребовать дополнительных расходов на изготовление устройства иной конструкции. Ключевым фактором для выбора пылеуловителя является тип пыли. Например, в деревообработке происходит запыление частицами различного размера, а для улавливания абразивной пыли нужны конструкции с надежной защитой от износа, специальным покрытием. Эффективность функционирования устройства зависит и от размеров загрязняющих частиц: Частицы с диаметром около 20 мкм улавливаются практически полностью; При диаметре частиц до 10 мкм происходит очистка на 95%; Частицы размером менее 5 мкм удаляются в среднем на 83%. Степень очистки воздушных и газовых смесей — ключевой показатель эффективности работы циклона. Он рассчитывается как отношение объема уловленных частиц к общему количеству пыли, поступившей вместе с потоком. Значимыми показателями для мокрых уловителей считаются расход воды, гидравлическое сопротивление и скорость перемещения газа. Стоит обратить внимание на объем бункера, в котором аккумулируется собранная пыль, на уровень энергопотребления устройств. Важны и технические параметры. К примеру, производительность конструкций может варьироваться от 800 до 30 730 м3/ч. В некоторых случаях важную роль играют габариты устройства. Минимальный показатель высоты пылеуловителя составляет 1210 мм, а вес — 33 кг. Еще один значимый критерий — способы очистки пылеуловителей. В устройствах сухого типа для этих целей может применяться вибрационная технология или импульсная продувка, а также ручное встряхивание фильтрующих элементов, если они дополнительно были встроены в циклонный фильтр. V. Преимущества Широкая распространенность устройств связана с тем, какие преимущества имеют циклонные пылеуловители. Такие системы обходятся недорого, отличаются простотой установки и эксплуатации, а также высокой производительностью. Их плюсами служат: Возможность улавливания различных типов пыли, включая абразивную; Безопасность вследствие отсутствия наружных движущихся элементов; Возможность работы в широком диапазоне температур и при повышенном давлении; Долговечность, благодаря низкому износу компонентов; Доступная цена – купить циклонные пылеуловители можно с минимальными финансовыми вложениями; Качественная очистка воздуха – удаление до 99,9% примесей и загрязнений; Компактные размеры, обеспечивающие экономию места в помещении; Повышенная ремонтопригодность за счет несложной технологии изготовления; Невысокое потребление энергии в сравнении с другими устройствами, улавливающими пыль; Сохранение достаточной эффективности даже при повышенной концентрации пылевого загрязнения; Возможность применения для очистки газовых смесей с агрессивными свойствами; Немаловажным плюсом является обширный выбор моделей и конструкций, что дает возможность купить циклоны уловители для использования в конкретных обстоятельствах. Циклоны превосходят устройства для очистки воздуха и газов другого типа по многим параметрам, включая простоту сервисного обслуживания: к каждому элементу конструкции имеется удобный доступ. VI. Заключение Применение циклонных пылеуловителей существенно снижает уровень профессиональных заболеваний работников предприятий и повышает надежность работы используемого оборудования. Установка циклонов способствует минимализации потерь сырья за счет рециклинга осажденной пыли и сохраняет чистоту экологии окружающей среды. VII. Список литературы. 1) Ларионов, А.С. Рябышенков. - Люберцы: Юрайт, 2015. - 495 c. 2) Ларионов, Н.М. Промышленная экология: Учебник для академического бакалавриата / Н.М. Ларионов, А.С. Рябышенков. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 495 c. 3) https://www.scheuch.com/ru/продукты-решения/фильтрация-и-сепарация/циклоны-и-мультициклоны/ 4) https://fakel-f.ru/blog/27-07-21 5) https://sibelkon.ru/base/ciklon-dlya-pyli.-vidy-ciklonov-dlya-ochistki-vozduxa-i-ix-princip-deystviya/ |