Aspiratore di polveri a ciclone

Quando il flusso d'aria ruota, le particelle di polvere nel flusso d'aria verranno separate dal flusso d'aria mediante la forza centrifuga. La tecnologia che utilizza la forza centrifuga per rimuovere la polvere è chiamata tecnologia di rimozione della polvere centrifuga. L'apparecchiatura che utilizza la forza centrifuga per rimuovere la polvere è chiamata collettore di polveri a ciclone.

Dopo che il collettore di polveri a ciclone entra nel dispositivo lungo la direzione tangenziale, le particelle di polvere vengono separate dal gas a causa della forza centrifuga per raggiungere lo scopo di purificazione dei gas di scarico. Il flusso d'aria nel collettore di polveri a ciclone deve ruotare ripetutamente molte volte e anche la velocità lineare di rotazione del flusso d'aria è molto elevata, quindi la forza centrifuga sulle particelle nel flusso d'aria rotante è molto maggiore della gravità. Per i depolveratori a ciclone di piccolo diametro ed elevata resistenza, la forza centrifuga può essere fino a 2500 volte maggiore della gravità. Per i depolveratori a ciclone di grande diametro e bassa resistenza, la forza centrifuga è più di 5 volte maggiore della gravità. Il gas carico di polvere genera forza centrifuga durante il processo di rotazione, lanciando particelle di polvere con una densità relativa maggiore di quella del gas verso la parete. Una volta che le particelle di polvere entrano in contatto con la parete, perdono la forza d'inerzia radiale e cadono lungo la parete grazie alla quantità di moto verso il basso e alla gravità verso il basso, ed entrano nel tubo di scarico della cenere. Quando il gas vorticoso esterno rotante e discendente raggiunge il cono, si avvicina al centro del depolveratore a causa della contrazione del cono. Secondo il principio del "momento rotante" costante, la velocità tangenziale viene continuamente aumentata e anche la forza centrifuga sulle particelle di polvere viene continuamente rafforzata. Quando il flusso d'aria raggiunge una certa posizione all'estremità inferiore del cono, parte dal centro del separatore a ciclone nello stesso senso di rotazione, si inverte dal basso verso l'alto e continua a formare un flusso a spirale, cioè il flusso d'aria vorticoso interno. Lo scarico del gas post depurato avviene attraverso il tubo di scarico, da cui vengono scaricate anche una parte delle particelle di polvere non rimaste intrappolate.

Le prestazioni del depolveratore a ciclone comprendono tre prestazioni tecniche (flusso del gas di lavorazione Q, perdita di pressione △Þ ed efficienza di rimozione della polvere η) e tre indicatori economici (investimento nelle infrastrutture e costi di gestione operativa, spazio e durata). Questi fattori devono essere pienamente considerati durante la revisione e la selezione dei depolveratori a ciclone. Il depolveratore a ciclone ideale deve soddisfare tecnicamente i requisiti di produzione del processo e di protezione ambientale per la concentrazione di polvere di gas, che è il più economico. Nella progettazione specifica e nella selezione del modulo, è necessario combinare la produzione effettiva (contenuto di polvere di gas, natura della polvere, composizione granulometrica), fare riferimento all'esperienza pratica e alla tecnologia avanzata di fabbriche simili in patria e all'estero e considerare in modo completo la relazione tra i tre indicatori di prestazione tecnica. Ad esempio, quando la concentrazione di polvere è elevata, purché la potenza lo consenta, la cosa principale è migliorare l’efficienza di raccolta η. Per la polvere grossolana con particelle separate di grandi dimensioni, non è necessario utilizzare un depolveratore a ciclone ad alta efficienza per evitare grandi perdite di energia cinetica.

L'aspiratore a ciclone è composto da un tubo di aspirazione, un tubo di scarico, un cilindro, un cono ed un contenitore per la cenere. Il depolveratore a ciclone ha una struttura semplice, facile da produrre, installare, mantenere e gestire e presenta bassi investimenti in attrezzature e costi operativi. È stato ampiamente utilizzato per separare le particelle solide e liquide dal flusso d'aria o per separare le particelle solide dal liquido. In condizioni operative normali, la forza centrifuga che agisce sulle particelle è da 5 a 2500 volte quella di gravità, quindi l'efficienza del collettore di polveri a ciclone è significativamente superiore a quella della camera di sedimentazione a gravità. Sulla base di questo principio è stato sviluppato con successo un dispositivo di rimozione della polvere a ciclone con un'efficienza di rimozione della polvere superiore all'80%. Tra i depolveratori meccanici, il depolveratore a ciclone è quello più efficiente. È adatto per la rimozione di polveri non appiccicose e non fibrose, utilizzato principalmente per rimuovere particelle superiori a 5μm. Il dispositivo di raccolta polveri a ciclone multitubo parallelo ha anche un'efficienza di rimozione della polvere dell'80-85% per particelle da 3μm. Il depolveratore a ciclone è realizzato con speciali materiali metallici o ceramici resistenti alle alte temperature, all'abrasione e alla corrosione e può funzionare a una temperatura fino a 1000°C e una pressione fino a 500×105Pa. In termini di tecnologia ed economia, l'intervallo di controllo della perdita di pressione del depolveratore a ciclone è generalmente compreso tra 500 e 2000 Pa. Appartiene quindi al depolveratore a media efficienza e può essere utilizzato per la purificazione dei gas di scarico ad alta temperatura. È un depolveratore ampiamente utilizzato, utilizzato principalmente nella rimozione della polvere dei gas di combustione delle caldaie, nella rimozione della polvere in più fasi e nella rimozione della pre-polvere. Il suo principale svantaggio è la bassa efficienza di rimozione delle particelle di polvere fine (<5μm).