เครื่องดูดฝุ่นไซโคลน

เมื่อกระแสลมหมุน ฝุ่นละอองในกระแสลมจะถูกแยกออกจากกระแสลมด้วยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ เทคโนโลยีที่ใช้แรงเหวี่ยงเพื่อขจัดฝุ่นเรียกว่าเทคโนโลยีการกำจัดฝุ่นแบบแรงเหวี่ยง อุปกรณ์ที่ใช้แรงเหวี่ยงเพื่อขจัดฝุ่นเรียกว่าเครื่องเก็บฝุ่นแบบไซโคลน

หลังจากที่ตัวเก็บฝุ่นแบบไซโคลนเข้าสู่อุปกรณ์ตามทิศทางสัมผัส อนุภาคฝุ่นจะถูกแยกออกจากก๊าซเนื่องจากแรงเหวี่ยงเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการทำให้ก๊าซไอเสียบริสุทธิ์ การไหลของอากาศในตัวเก็บฝุ่นแบบไซโคลนต้องหมุนซ้ำๆ หลายครั้ง และความเร็วเชิงเส้นของการหมุนของกระแสลมก็เร็วมากเช่นกัน ดังนั้นแรงเหวี่ยงที่กระทำต่ออนุภาคในกระแสลมหมุนจึงมากกว่าแรงโน้มถ่วงมาก สำหรับเครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กและมีความต้านทานสูง แรงเหวี่ยงสามารถมีมากกว่าแรงโน้มถ่วงได้ถึง 2,500 เท่า สำหรับเครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่และมีความต้านทานต่ำ แรงเหวี่ยงจะมากกว่าแรงโน้มถ่วงมากกว่า 5 เท่า ก๊าซที่มีฝุ่นมากจะสร้างแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ในระหว่างกระบวนการหมุน โดยเหวี่ยงอนุภาคฝุ่นที่มีความหนาแน่นสัมพัทธ์มากกว่าก๊าซเข้าหาผนัง เมื่ออนุภาคฝุ่นสัมผัสกับผนัง พวกมันจะสูญเสียแรงเฉื่อยในแนวรัศมีและตกลงไปตามผนังตามโมเมนตัมและแรงโน้มถ่วงลง และเข้าสู่ท่อระบายเถ้า เมื่อก๊าซหมุนวนภายนอกที่หมุนและลงมาถึงกรวย ก๊าซจะเคลื่อนเข้าใกล้ศูนย์กลางของตัวเก็บฝุ่นมากขึ้นเนื่องจากการหดตัวของกรวย ตามหลักการของ "โมเมนต์การหมุน" คงที่ ความเร็วในวงสัมผัสจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และแรงเหวี่ยงของอนุภาคฝุ่นก็แข็งแกร่งขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน เมื่อกระแสลมไปถึงตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งที่ปลายล่างของกรวย ลมจะเริ่มต้นจากตรงกลางของตัวแยกไซโคลนในทิศทางการหมุนเดียวกัน ย้อนกลับจากล่างขึ้นบน และยังคงสร้างกระแสแบบเกลียว กล่าวคือ กระแสลมหมุนภายใน ก๊าซหลังการทำให้บริสุทธิ์จะถูกปล่อยออกจากท่อผ่านท่อไอเสียและฝุ่นละอองส่วนหนึ่งที่ไม่ได้ติดอยู่ก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกัน

ประสิทธิภาพของตัวรวบรวมฝุ่นแบบไซโคลนประกอบด้วยประสิทธิภาพทางเทคนิคสามประการ (การประมวลผลการไหลของก๊าซ Q การสูญเสียแรงดัน △Þ และประสิทธิภาพการกำจัดฝุ่น η) และตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจสามประการ (การลงทุนโครงสร้างพื้นฐานและต้นทุนการจัดการการดำเนินงาน พื้นที่พื้น และอายุการใช้งาน) ปัจจัยเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการพิจารณาอย่างถี่ถ้วนเมื่อตรวจสอบและเลือกเครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลน เครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลนในอุดมคติจะต้องตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคของกระบวนการผลิตและการปกป้องสิ่งแวดล้อมสำหรับความเข้มข้นของฝุ่นก๊าซ ซึ่งประหยัดที่สุด ในการออกแบบและการเลือกแบบฟอร์มที่เฉพาะเจาะจง จำเป็นต้องรวมการผลิตจริง (ปริมาณฝุ่นก๊าซ ธรรมชาติของฝุ่น องค์ประกอบขนาดอนุภาค) อ้างอิงถึงประสบการณ์จริงและเทคโนโลยีขั้นสูงของโรงงานที่คล้ายคลึงกันทั้งในและต่างประเทศ และพิจารณาอย่างครอบคลุม ความสัมพันธ์ระหว่างตัวชี้วัดประสิทธิภาพทางเทคนิคทั้งสามตัว ตัวอย่างเช่น เมื่อความเข้มข้นของฝุ่นสูง ตราบใดที่ยังมีกำลัง การปรับปรุงประสิทธิภาพการรวบรวม η เป็นสิ่งสำคัญ สำหรับฝุ่นหยาบที่มีอนุภาคขนาดใหญ่แยกจากกัน ไม่จำเป็นที่จะต้องใช้เครื่องเก็บฝุ่นแบบไซโคลนประสิทธิภาพสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานจลน์จำนวนมาก

เครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลนประกอบด้วยท่อไอดี ท่อไอเสีย กระบอกสูบ กรวย และถังขี้เถ้า เครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลนมีโครงสร้างเรียบง่าย ผลิต ติดตั้ง บำรุงรักษา และจัดการได้ง่าย และมีการลงทุนด้านอุปกรณ์และต้นทุนการดำเนินงานต่ำ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อแยกอนุภาคของแข็งและของเหลวออกจากการไหลของอากาศ หรือเพื่อแยกอนุภาคของแข็งออกจากของเหลว ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ แรงเหวี่ยงที่กระทำต่ออนุภาคจะมีค่าเป็น 5 ถึง 2500 เท่าของแรงโน้มถ่วง ดังนั้นประสิทธิภาพของตัวเก็บฝุ่นแบบไซโคลนจึงสูงกว่าประสิทธิภาพของห้องตกตะกอนด้วยแรงโน้มถ่วงอย่างมาก ตามหลักการนี้ อุปกรณ์กำจัดฝุ่นแบบไซโคลนที่มีประสิทธิภาพการกำจัดฝุ่นมากกว่า 80% ได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จ ในบรรดาเครื่องกรองฝุ่นเชิงกล เครื่องกรองฝุ่นแบบไซโคลนมีประสิทธิภาพมากกว่า เหมาะสำหรับการกำจัดฝุ่นที่ไม่เหนียวเหนอะหนะและไม่เป็นเส้นใย ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการขจัดอนุภาคที่มีขนาดเกิน 5μm อุปกรณ์เก็บฝุ่นไซโคลนหลายท่อคู่ขนานยังมีประสิทธิภาพการกำจัดฝุ่นที่ 80-85% สำหรับอนุภาค3μm ตัวเก็บฝุ่นแบบไซโคลนทำจากวัสดุโลหะหรือเซรามิกพิเศษที่ทนต่ออุณหภูมิสูง การเสียดสี และการกัดกร่อน และสามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 1,000°C และความดันสูงถึง 500×105Pa ในแง่ของเทคโนโลยีและความประหยัด ช่วงการควบคุมการสูญเสียแรงดันของตัวเก็บฝุ่นแบบไซโคลนโดยทั่วไปอยู่ที่ 500~2000Pa ดังนั้นจึงเป็นของเครื่องเก็บฝุ่นประสิทธิภาพปานกลางและสามารถใช้ในการฟอกก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูงได้ เป็นตัวเก็บฝุ่นที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการกำจัดฝุ่นก๊าซไอเสียหม้อไอน้ำ การกำจัดฝุ่นแบบหลายขั้นตอน และการกำจัดฝุ่นก่อน ข้อเสียเปรียบหลักคือประสิทธิภาพการกำจัดอนุภาคฝุ่นละเอียดต่ำ (<5μm)