Improving the energy efficiency of cyclone dust collectors

Vladimir Ryzhov, Sergey Pryiomov, Anatoly Tymoshenko
2020 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies  
Ecology 53 of the products received and a sharp deterioration in the environmental situation. Various methods and devices are used to clean the gases from dust, including apparatuses for dry cleaning of gas dispersed systems. The most common and promising modern industrial method of protecting the atmosphere is cleaning the dusty gases in dry cyclones. These devices are used to capture dust gases with various physical and chemical properties; they operate in a wide range of temperatures and
more » ... entrations of pollutants. At the same time, due to the imperfection of known cyclone structures and the lack of development of theoretical foundations of processes, gas treatment structures are unable to capture small fractions of dust from gas streams. For example, one of the most common cyclones, CH-11, at a hydraulic resistance of 1,000-1,200 Pa, captures dust measuring less than 10 µm with an efficiency of up to 40 %, and the overall efficiency of capturing polydisperse dust particles does not exceed 80 %. Therefore, it is a relevant task to improve cyclone designs in order to improve their cleaning efficiency and reduce energy costs for the cleaning process. Проведеними дослідженнями по оцінці впливу введення в малоефективний циклон додаткової «обвідний» труби, що з'єднує вхідний патрубок циклону і вихлопну трубу, встановлені механізми причин підвищення енергоефективності процесу очищення повітря від пилу. Доведено, що зростання ступеня очищення пояснюється зниженням радіальної швидкості потоку під вихлопною трубою циклону. Зниження гідравлічного опору пояснюється зниженням швидкості потоку у вхідному патрубку при роздільному введенні повітря в корпус-через вхідний патрубок і «обвідну» трубу. Експериментальними дослідженнями підтверджено, що при введенні в конструкцію циклона «обвідний» труби в найбільш небезпечної для виносу пилу області циклону (під вихлопною трубою), знижується негативно впливаючи на очистку радіальна швидкість газового потоку. Це призводить до підвищення загального ступеня очищення від пилу. Результати аналітичних розрахунків і комп'ютерного моделювання програмою «SolidWorks-2009» експериментально підтверджені при дослідженні ефективності уловлювання пилу сухого знежиреного молока в промисловому циклоні (діаметром 630 мм) з «обвідний» трубою. Такий циклон встановлений в системі пневмотранспорту розпилювальної сушарки «ЦТ-500» Ічнянського заводу сухого молока і масла (Україна). Зокрема встановлено, що при цьому винесення пилу знижується практично в два рази, гідравлічний опір-на 15 %, а енергоефективність циклону з «обвідною» трубою підвищується, практично, в 2,43 рази. Таким чином, є підстави стверджувати про можливість значного підвищення енергоефективності циклону з «обвідною» трубою. Завдяки цьому з'являється можливість оцінки підвищення енергоефективності циклону ще на ранніх стадіях проектування Ключові слова: циклонний пиловловлювач, «обвідна» труба, CFD-моделювання, ступінь очищення, гідравлічний опір, енергоефективність Copyright © 2019, V. Ryzhov, S. Pryiomov, A. Tymoshenko This is an open access article under the CC BY license
doi:10.15587/1729-4061.2020.197083 fatcat:n2nrmjko6zecvgmjilntbn7eja