Odpylacze - podstawy teoretyczne

Odpylacze są urządzeniami do usuwania cząstek ciał stałych (pyłów) lub kropelek cieczy (mgły) od gazów które transportują te pyły

Dzieli się je na dwie zasadnicze grupy:

•    odpylacze suche,
•    odpylacze mokre.
  

Istnieje też podział ze względu na rodzaj zjawisk fizycznych, na których opiera się dany proces zachodzący w odpylaczu. 

Dla odpylaczy suchych rozróżnia się odpylacze wykorzystujące:

•    siłę odśrodkową (cyklony, multicyklony),
•    siłę grawitacji (komory osadcze),
•    siłę bezwładności (odpylacze inercyjne),
•    siły elektrostatyczne (elektrofiltry),
•    filtrację (odpylacze workowe, filtry włókninowe, ziarniste).
  

Dla odpylaczy mokrych rozróżnia się odpylacze wykorzystujące m.in. zwilżanie i koagulację (odpylacze natryskowe, kolumnowe, Venturiego).

Parametrem charakteryzującym odpylacz jest sprawność oczyszczania, którą można policzyć w następujący sposób:

η=1-(Socz/Swl)

Socz – stężenie zanieczyszczenia w gazach oczyszczonych

Swl – stężenie zanieczyszczenia w gazach wlotowych

lub

η=mz/mo * 100%

mz - masa pyłu zatrzymana na odpylaczu

mo - masa początkowa


Podstawowe rodzaje odpylaczy

Komory osadcze – są to odpylacze grawitacyjne. Cząstki pyłu wpadające poziomo wraz ze strumieniem gazu do komory, pod wpływem siły grawitacji opadają na dno, a oczyszczony gaz przepływa dalej. Są to urządzenia tanie i o prostej budowie, jednak nadają się tylko do odpylania cząstek o średnicy większej niż 20 μm, a w praktyce dla cząstek większych niż 100 μm. Ich skuteczność wynosi jedynie 30%. opory przepływu w komorach są małe (do 50 Pa). Zaleta jest możliwość odpylania gazów gorących – nie ma konieczności ich chłodzenia. Znajdują zastosowanie m.in. w procesach suszenia kauczuku, przy kotłach opalanych miałem węglowym czy kotłach na biomasę.

Odpylacze inercyjne (żaluzjowe) – ich działanie opiera się na uderzaniu cząstek pyłu w przeszkodę i ich swobodnym opadaniu. Te urządzenia także nie mają skomplikowanej budowy, a ich skuteczność także nie jest duża – 30%. Nadają się do wstępnego odpylania grubych pyłów suchych.

Cyklony – są to odpylacze wykorzystujące siłę odśrodkową cząstek wpadających do urządzenia. Strumień gazu jest wprowadzany z dużą prędkością, stycznie do części cylindrycznej cyklonu. Cząstki pod wpływem zawirowania i siły odśrodkowej uderzają o ścianki i opadają na dno, a oczyszczony gaz jest odprowadzany górą przez otwór wylotowy. Cyklony to odpylacze o wysokiej skuteczności (60 - 90%). Optymalna skuteczność odpylania jest dla cząstek o średnicy powyżej 10 μm. Skuteczność odpylania rośnie zarówno ze wzrostem wymiarów odpylanych cząstek jak i ze wzrostem natężenia przepływu gazu. Charakteryzują się jednak znacznymi oporami przepływu, od kilkuset do ponad tysiąca Pa. Ważnym elementem jest odpowiednie dopasowanie cyklonu do parametrów oczyszczanego gazu. Cyklony wykorzystuje się w przemyśle drzewnym, do odpylania pyłów w obróbce drewna, pyłów powstałych podczas obróbki tworzyw sztucznych, w przemyśle papierniczym oraz w energetyce do odpylania pyłów kotłowych. Często stosuje się baterie cyklonów czyli multicyklony do odpylania gazów spalinowych z kotłów opalanych paliwami stałymi.

Odpylacze filtracyjne – działanie polega na przepuszczaniu strumienia zanieczyszczonego gazu przez filtry tkaninowe, ceramiczne lub papierowe. Charakteryzują się największą skutecznością filtracji (95 - 99,9%), zależną od jakości i rodzaju materiału filtracyjnego. Spadek ciśnienia na tego typu odpylaczu jest zależny od stopnia wydzielania pyłu i poziomu zapełnienia filtra, w związku z tym konieczne jest czyszczenie filtrów. Odpylacze workowe stosuję się do odpylania w procesach obróbki drewna, metalu czy tworzyw sztucznych, ale też w przemyśle cementowym i chemicznym. Odpylanie w tego typu odpylaczach polega na odciągu miejscowym pyłu (za pomocą elastycznego przewodu) oraz gromadzeniu odpadów w workach.

Elektrofiltry – odpylacz elektrostatyczny ładuje cząsteczki pyłu, które następnie są wyłapywane na elektrodach naładowanych przeciwnie. Skuteczność elektrofiltrów jest bardzo wysoka i wynosi 99,9% szczególnie dla cząstek o średnicach więcej niż 10 μm. Elektrofiltry stosuje się w energetyce (kotły opalane węglem, koksownie), przemyśle cementowym oraz przemyśle metalurgicznym (procesy przetwarzania miedzi, spiekania surowców, produkcja kwasu siarkowego). (MZ)

Opracowanie: www.ogrzewnictwo.pl, www.klimatyzacja.pl

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą autora.