אספן אבק ציקלון

כאשר זרימת האוויר מסתובבת, חלקיקי האבק בזרימת האוויר יופרדו מזרימת האוויר בכוח צנטריפוגלי. הטכנולוגיה המשתמשת בכוח צנטריפוגלי להסרת אבק נקראת טכנולוגיה להסרת אבק צנטריפוגלי. הציוד שמשתמש בכוח צנטריפוגלי כדי להסיר אבק נקרא קולט אבק ציקלון.

לאחר כניסת קולט אבק הציקלון למכשיר לאורך הכיוון המשיקי, חלקיקי האבק מופרדים מהגז בשל הכוח הצנטריפוגלי כדי להשיג את מטרת טיהור גזי הפליטה. זרימת האוויר בקולט אבק הציקלון צריכה להסתובב שוב ושוב פעמים רבות, וגם המהירות הליניארית של סיבוב זרימת האוויר היא מהירה מאוד, כך שהכוח הצנטריפוגלי על החלקיקים בזרימת האוויר המסתובבת גדול בהרבה מכוח הכבידה. עבור קולטי אבק ציקלון עם קוטר קטן והתנגדות גבוהה, הכוח הצנטריפוגלי יכול להיות גדול עד פי 2500 מכוח הכבידה. עבור קולטי אבק ציקלון עם קוטר גדול והתנגדות נמוכה, הכוח הצנטריפוגלי גדול יותר מפי 5 מכוח הכבידה. הגז עמוס האבק יוצר כוח צנטריפוגלי במהלך תהליך הסיבוב, ומשליך חלקיקי אבק עם צפיפות יחסית גדולה מזו של הגז לכיוון הקיר. ברגע שחלקיקי האבק יוצרים קשר עם הקיר, הם מאבדים את כוח האינרציה הרדיאלי ונופלים לאורך הקיר על ידי התנע מטה וכוח המשיכה כלפי מטה, ונכנסים לצינור פריקת האפר. כאשר הגז המתערבל החיצוני המסתובב והיורד מגיע לקונוס, הוא מתקרב למרכז קולט האבק עקב התכווצות החרוט. על פי העיקרון של "מומנט מסתובב" קבוע, המהירות המשיקית מוגברת ברציפות, וגם הכוח הצנטריפוגלי על חלקיקי האבק מתחזק באופן רציף. כאשר זרימת האוויר מגיעה למצב מסוים בקצה התחתון של החרוט, היא מתחילה מאמצע מפריד הציקלון באותו כיוון סיבוב, מתהפכת מלמטה למעלה, וממשיכה לבצע זרימה ספירלית, כלומר, זרימת האוויר הפנימית המתערבלת. הגז שלאחר הטיהור יוצא מהצינור דרך צינור הפליטה, וחלק מחלקיקי האבק שלא נלכדו גם נפלטים ממנו.

הביצועים של קולט אבק הציקלון כוללים שלושה ביצועים טכניים (עיבוד זרימת גז Q, אובדן לחץ △Þ ויעילות הסרת אבק η) ושלושה אינדיקטורים כלכליים (עלויות השקעה בתשתית וניהול תפעול, שטח רצפה וחיי שירות). גורמים אלה צריכים להילקח בחשבון במלואם בעת סקירה ובחירה של קולטי אבק ציקלון. אספן אבק הציקלון האידיאלי חייב לעמוד טכנית בדרישות ייצור התהליך והגנת הסביבה לריכוז אבק גז, שהוא החסכוני ביותר. בתכנון הספציפי ובחירת הטופס, יש צורך לשלב את הייצור בפועל (תכולת אבק גז, אופי אבק, הרכב גודל החלקיקים), להתייחס לניסיון המעשי ולטכנולוגיה המתקדמת של מפעלים דומים בבית ובחו"ל ולשקול באופן מקיף. הקשר בין שלושת מדדי הביצועים הטכניים. לדוגמה, כאשר ריכוז האבק גבוה, כל עוד ההספק מאפשר, שיפור יעילות האיסוף η הוא העיקר. עבור אבק גס עם חלקיקים מופרדים גדולים, אין צורך להשתמש באספן אבק ציקלון בעל יעילות גבוהה כדי למנוע אובדן אנרגיה קינטית גדולה.

קולט אבק הציקלון מורכב מצינור יניקה, צינור פליטה, צילינדר, קונוס ומיכל אפר. קולט אבק הציקלון פשוט במבנהו, קל לייצור, התקנה, תחזוקה וניהול, ובעל השקעה בציוד ועלויות תפעול נמוכות. נעשה בו שימוש נרחב להפרדת חלקיקים מוצקים ונוזליים מזרימת האוויר, או להפרדת חלקיקים מוצקים מנוזל. בתנאי פעולה רגילים, הכוח הצנטריפוגלי הפועל על החלקיקים הוא פי 5 עד 2500 מזה של כוח הכבידה, כך שהיעילות של קולט אבק הציקלון גבוהה משמעותית מזו של תא שקיעת הכבידה. על בסיס עיקרון זה פותח בהצלחה מכשיר להסרת אבק ציקלון עם יעילות הסרת אבק של למעלה מ-80%. מבין קולטי האבק המכניים, קולט האבק הציקלון הוא היעיל יותר. זה מתאים להסרת אבק לא דביק ולא סיבי, המשמש בעיקר להסרת חלקיקים מעל 5 מיקרומטר. למכשיר קולט אבק ציקלון מרובה צינורות מקבילים יש גם יעילות הסרת אבק של 80-85% עבור חלקיקים בגודל 3μm. קולט אבק הציקלון עשוי מתכת או חומרים קרמיים מיוחדים עמידים בפני טמפרטורה גבוהה, שחיקה וקורוזיה, וניתן להפעיל אותו בטמפרטורה של עד 1000 מעלות צלזיוס ובלחץ של עד 500×105Pa. במונחים של טכנולוגיה וכלכלה, טווח בקרת אובדן הלחץ של קולט אבק ציקלון הוא בדרך כלל 500 ~ 2000Pa. לכן, הוא שייך לאספן אבק ביעילות בינונית וניתן להשתמש בו לטיהור גז פליטה בטמפרטורה גבוהה. זהו אספן אבק בשימוש נרחב, המשמש בעיקר להסרת אבק גז פליטה בדוד, הסרת אבק רב-שלבית והסרת אבק מראש. החיסרון העיקרי שלו הוא יעילות ההסרה הנמוכה של חלקיקי אבק עדינים (<5μm).