Zyklon-Staubsammler

Wenn der Luftstrom rotiert, werden die Staubpartikel im Luftstrom durch die Zentrifugalkraft vom Luftstrom getrennt. Die Technologie, die Zentrifugalkraft zur Staubentfernung nutzt, wird als Zentrifugalstaubentfernungstechnologie bezeichnet. Die Ausrüstung, die Zentrifugalkraft zum Entfernen von Staub nutzt, wird als Zyklon-Staubabscheider bezeichnet.

Nachdem der Zyklon-Staubsammler in tangentialer Richtung in das Gerät gelangt, werden die Staubpartikel aufgrund der Zentrifugalkraft vom Gas getrennt, um den Zweck der Rauchgasreinigung zu erreichen. Der Luftstrom im Zyklon-Staubabscheider muss viele Male wiederholt rotieren, und die lineare Geschwindigkeit der Luftstromrotation ist ebenfalls sehr hoch, sodass die Zentrifugalkraft auf die Partikel im rotierenden Luftstrom viel größer ist als die Schwerkraft. Bei Zyklon-Staubabscheidern mit kleinem Durchmesser und hohem Widerstand kann die Zentrifugalkraft bis zu 2500-mal größer sein als die Schwerkraft. Bei Zyklon-Staubabscheidern mit großem Durchmesser und geringem Widerstand ist die Zentrifugalkraft mehr als fünfmal größer als die Schwerkraft. Das staubbeladene Gas erzeugt während des Rotationsprozesses eine Zentrifugalkraft, die Staubpartikel mit einer relativen Dichte, die größer als die des Gases ist, zur Wand schleudert. Sobald die Staubpartikel die Wand berühren, verlieren sie die radiale Trägheitskraft und fallen durch den Abwärtsimpuls und die nach unten gerichtete Schwerkraft an der Wand entlang und gelangen in das Ascheaustragsrohr. Wenn das rotierende und absteigende externe Wirbelgas den Kegel erreicht, bewegt es sich aufgrund der Kontraktion des Kegels näher an die Mitte des Staubsammlers heran. Nach dem Prinzip des konstanten „Drehmoments“ wird die Tangentialgeschwindigkeit kontinuierlich erhöht und auch die Zentrifugalkraft auf die Staubpartikel kontinuierlich verstärkt. Wenn der Luftstrom eine bestimmte Position am unteren Ende des Kegels erreicht, beginnt er in der Mitte des Zyklonabscheiders mit der gleichen Drehrichtung, kehrt sich von unten nach oben um und erzeugt weiterhin eine spiralförmige Strömung, d. h. der interne wirbelnde Luftstrom. Das nachgereinigte Gas wird über das Abgasrohr aus dem Rohr abgeführt und ein Teil der nicht aufgefangenen Staubpartikel wird ebenfalls aus diesem abgeführt.

Die Leistung des Zyklon-Staubabscheiders umfasst drei technische Leistungen (Prozessgasdurchfluss Q, Druckverlust △Þ und Staubentfernungseffizienz η) und drei wirtschaftliche Indikatoren (Infrastrukturinvestitionen und Betriebsmanagementkosten, Stellfläche und Lebensdauer). Diese Faktoren müssen bei der Prüfung und Auswahl von Zyklon-Staubabscheidern vollständig berücksichtigt werden. Der ideale Zyklon-Staubabscheider muss technisch die Anforderungen der Prozessproduktion und des Umweltschutzes hinsichtlich der Gasstaubkonzentration erfüllen, was am wirtschaftlichsten ist. Bei der konkreten Gestaltung und Auswahl der Form ist es notwendig, die tatsächliche Produktion (Gasstaubgehalt, Staubbeschaffenheit, Partikelgrößenzusammensetzung) zu kombinieren, auf die praktische Erfahrung und fortschrittliche Technologie ähnlicher Fabriken im In- und Ausland zurückzugreifen und umfassend zu berücksichtigen die Beziehung zwischen den drei technischen Leistungsindikatoren. Wenn beispielsweise die Staubkonzentration hoch ist, ist die Verbesserung der Sammeleffizienz η das Wichtigste, sofern die Leistung dies zulässt. Bei grobem Staub mit großen abgeschiedenen Partikeln ist es nicht erforderlich, einen hocheffizienten Zyklon-Staubabscheider zu verwenden, um große kinetische Energieverluste zu vermeiden.

Der Zyklon-Staubabscheider besteht aus einem Ansaugrohr, einem Abgasrohr, einem Zylinder, einem Kegel und einem Aschebehälter. Der Zyklon-Staubabscheider ist einfach aufgebaut, einfach herzustellen, zu installieren, zu warten und zu verwalten und weist geringe Investitions- und Betriebskosten für die Ausrüstung auf. Es wird häufig zur Trennung fester und flüssiger Partikel aus dem Luftstrom oder zur Trennung fester Partikel von Flüssigkeiten eingesetzt. Unter normalen Betriebsbedingungen beträgt die auf die Partikel wirkende Zentrifugalkraft das 5- bis 2500-fache der Schwerkraft, sodass die Effizienz des Zyklon-Staubabscheiders deutlich höher ist als die der Schwerkraft-Sedimentationskammer. Basierend auf diesem Prinzip wurde erfolgreich ein Zyklon-Entstaubungsgerät mit einer Staubentfernungseffizienz von über 80 % entwickelt. Unter den mechanischen Staubabscheidern ist der Zyklon-Staubabscheider der effizientere. Es eignet sich zur Entfernung von nicht klebrigem und nicht faserigem Staub und wird hauptsächlich zur Entfernung von Partikeln über 5 μm verwendet. Der parallele Mehrrohr-Zyklon-Staubabscheider hat außerdem eine Staubentfernungseffizienz von 80–85 % für 3 μm große Partikel. Der Zyklon-Staubabscheider besteht aus speziellen Metall- oder Keramikmaterialien, die gegen hohe Temperaturen, Abrieb und Korrosion beständig sind und bei einer Temperatur von bis zu 1000 °C und einem Druck von bis zu 500×105 Pa betrieben werden können. Aus technischer und wirtschaftlicher Sicht beträgt der Druckverlustkontrollbereich des Zyklon-Staubabscheiders im Allgemeinen 500 bis 2000 Pa. Daher gehört es zu den Staubabscheidern mittlerer Effizienz und kann zur Reinigung von Hochtemperatur-Rauchgasen eingesetzt werden. Es handelt sich um einen weit verbreiteten Staubabscheider, der hauptsächlich zur Staubentfernung von Kesselrauchgasen, zur mehrstufigen Staubentfernung und zur Vorentstaubung eingesetzt wird. Sein Hauptnachteil ist die geringe Entfernungseffizienz von Feinstaubpartikeln (<5μm).