Існують такі конструкції сухих пиловловлювачів: гравітаційні (осаджувальних камери), інерційні, протітічні інерційні, тканинні, жалюзійні, вентиляторні, електричні і акустичні.
Розглянемо особливості конструкції і принцип дії кожного виду пиловловлювачів і область їх застосування.
гравітаційні пиловловлювачі
Такі пиловловлювачі є найбільш простими і дешевими пристроями (рис. 3.17). їх виготовляють порожнистими, з горизонтальними полицями і вертикальними перегородками. Найбільш ефективними є гравітаційні пиловловлювачі з вертикальними перегородками (рис. 3.17, в, 3.17, г). Опишемо принцип роботи пиловловлювачів з вертикальними перегородками (рис. 3.17, в). Запилений повітря подається через вхідний патрубок і, наткнувшись на перепони 4, зменшує швидкість. Частинки пилу внаслідок зниження швидкості і під дією власної ваги осідають в бункері 2, а очищене повітря виходить через патрубок II в атмосферу.
Мал. 8.17. в Гравітаційні (осаджувальних) пиловловлювачі. а - порожнисті; б - з горизонтальними полками; в, г - з вертикальними перегородками; / - запилений повітря; II - очищене повітря; III - пил; / - корпус; 2 - бункер; З - шибер для видалення пилу; 4 - перегородки; 5 - полки
Гравітаційні камери використовують для осідання тільки великої пилу. Частинки пилу менше 10 мкм практично не осідають в камерах пиловловлювача, а в межах 10-100 мкм ефективність осідання знижується, не перевищуючи 40%.
Швидкість осідання великих частинок пилу визначають за формулою
де РЩ "РЛ відповідно щільність частинок пилу і повітря, мг / м3; к - коефіцієнт, що залежить від форми частинок: до = 1,1 - при квадратному поперечному перерізі; до - 0,9 - при прямокутному перерізі; Л - товщина частинок, мм.
За час перебування частинки в камері т має відбутися її осідання
де х - час перебування частинки пилу в камері, с; Я0 - висота осаду, м; ип - швидкість потоку повітря, м / сек.
Довжина камери гравітаційного пиловловлювача з урахуванням фактичної швидкості руху запиленого повітря повинна бути не менше довжини, розраховують за формулою
де м кінематична в'язкість запиленого повітря; /? 0 - швидкість потоку повітря м / с; а - діаметр частинок пилу; І - гравітаційне прискорення, м / с2; рп - щільність повітря, мг / ма.
Діаметр частинок пилу, які осідають в гравітаційної камері пиловловлювача, визначають за формулою
де Я - висота гравітаційної камери, м; Ь - довжина гравітаційної камери, м; г, п, оп - відповідно щільність частинок пилу і повітря, мг / м3.
Гравітаційні пиловловлювачі (осаджувальних камери) успішно використовуються в машинобудівній і деревообробної промисловості.
Інерційні пиловловлювачі (циклони)
Ці пиловловлювачі отримали широкого застосування під назвою циклони (рис. 3.18).
Циклони відносяться до установок сухого механічного очищення, простої конструкції, компактні, відрізняються від інших невисокою вартістю. Циклони застосовують як самостійні піловловлювальні установки при вхідній запиленості повітря до 2 г / м3. При великий вхідний запиленості пиловловлювачі такого типу не забезпечують необхідного ступеня очищення. В цьому випадку їх застосовують для першого ступеня очищення з метою зниження вхідної запиленості перед апаратами другого ступеня - більш тонкого очищення.
У деревообробній, машинобудівній, металургійній промисловостях добре себе зарекомендували циліндричні (ЦН-11, ЦН-15, ЦН-24) і конічні (СК-ЦН-34, СК-СН-34М, СДК-УН-33) циклони. Циклон працює наступним чином (рис. 3.18). Потік запиленого повітря вводиться в циклон через вхідний патрубок 1 по дотичній до внутрішньої поверхні корпусу, що призводить обертового поступальний рух уздовж корпусу до бункера 3. Під дією відцентрової сили частки пилу на стінці циклону утворюють пиловий шар, який разом з частиною повітря потрапляє в бункер.
Мал. 3.18. в Схема інерційного пиловловлювача. 1 - вхідний патрубок; 2 - верхній отвір; 3 - бункер
Величину відцентрової сили визначають за формулою
де А - постійний безрозмірний коефіцієнт; рг - щільність частинок, мг / м3; d - діаметр частинок, мкм; ит - тангенціальна складова швидкості руху частинок, м / с; г - радіус частинок, мкм; і? ц - радіус циклону, м; п - постійна величина, що залежить від радіуса циклону і робочої температури; Н - висота циклону, м.
Відділення частинок пилу відбувається при повороті повітряного потоку в бункері на 180 °. Звільнившись від пилу, повітряний потік утворює вихор і виходить з бункера через верхній отвір 2.
Для нормальної роботи циклону необхідно забезпечити герметичність бункера. В іншому випадку пил з потоком повітря без очищення виходити через верхні вихідні отвори (канали).
Для всіх циклонів бункери повинні мати циліндричну форму діаметром 1,5 Б - для циліндричних, і 1,1-1,2 І) - для конічних циклонів (і - внутрішній діаметр циклону). Висота конічної частини бункера повинна становити 0,8 і.
Для очищення значних мас повітря від пилу використовують батарейні циклони БЦ-2, ЦН-15, ЦРБ-150У і ін. На рис. 3.19 приведена схема батарейного циклону ЦН-15.
Мал. 3.19. в Схема групових (батарейних) циклонів типу ЦН-15. а - прямокутне розташування восьми циклонів; б - кругове розташування 14 циклонів
Відведення очищеного повітря з циклонів з прямокутним розташуванням (рис. 3.19, а) здійснюється за допомогою дифузора, а підведення очищеного повітря - за допомогою колектора прямокутного перетину, від якого відходять розгалуження до кожного з циклонів.
У циклонах з круговим розташуванням (рис. 3.19, б) очіщуване повітря підводиться знизу через пилозбиральних бункер, що викликано ускладненням конструкції і збільшенням коефіцієнта опору, але може бути доцільним для більш раціонального розташування повітроводів.
Циклони ЦН-15 вважають найбільш універсальними інерційними пиловловлювачами, випускаються Каховським заводом "Рембудмаш" (Україна), а також в Росії Сізранськім турбобудівнім заводом, Кузнецькім заводом полімерного машинобудування.
На підприємствах паливної промисловості успішно експлуатуються циклони Файфеля. У нижній частині цих циклонів є пристрій для поділу периферійних збагачених пилом шарів повітряних потоків. Такий пристрій виконаний у вигляді плоского щита з центральними отворами для рециркуляції повітря в бункері.
Корпус циклону виготовлений з двома переходами від циліндричної до конічної конфігурації. Експериментами встановлено, що циліндрична вставка в конічну частину циклону зменшує інтенсивність вихору в нижній частині циклону і кілька послаблює розливні донні течії. Повітря входить в циклон через спіральний закручувальній апарат.